(57)【要約】方法は、１つ若しくは複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示するデータの収集を要請するか又はデータへアクセスするため、標識を表示するか、データを報知するか又は指示を送信すること；端末と、データが保存される、又はアクセスが可能である、（ａ）端末の記憶域又は（ｂ）少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）のいずれかとの間に直接又は間接的な通信アクセス及び結合を確立し、１つ又は複数のＤＮＡ設計パラメータに基づき（遠隔若しくは前記端末で）計算した、ＤＮＡライブラリの全合成ＤＮＡ配列を表すデータ；及び計算した合成ＤＮＡ配列に基づき計算される全合成ＤＮＡバーコード配列を表すデータを受信することを含む。端末、システム及びコンピュータ可読媒体も提供する。【選択図】図１１
2019527443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル通信ネットワーク内の端末において、（ａ）デジタル形式で保存したＤＮＡライブラリ・データベースに通信可能に接続された１つ若しくは複数のコンピュータに利用可能であるか又は１つ若しくは複数のコンピュータによって処理されるデータを選択的に低減すること、（ｂ）ＤＮＡ配列データの安全性を向上させること、（ｃ）１つ若しくは複数のＤＮＡ配列決定装置（複数可）に通信可能に接続された１つ若しくは複数のコンピュータの動作効率を高めること、（ｄ）非デジタル計算実験室リソースに対する要求を低減すること、並びに（ｅ）配列決定及び関連するＤＮＡ分析の間にもたらされるエラーを低減することのうちの１つ又は複数の方法であって、前記方法は、
１つ若しくは複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示するデータの収集を要請するか又は前記データへアクセスするため、標識を表示するか、データを報知するか又は指示を送信すること；
前記１つ又は複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示するデータを収集するか又は前記データにアクセスすること；
前記端末の記憶域及び
少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）；
の１つ又は複数に、前記１つ又は複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示する前記データを伝達するのに必要なデータを送信すること；
前記端末と、データが保存される、又はアクセスが可能である、
（ａ）前記端末の前記記憶域及び
（ｂ）前記少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）；
の１つ又は複数との間に直接又は間接的な通信アクセス及び結合を確立し、
前記１つ又は複数のＤＮＡ設計パラメータに基づき（遠隔若しくは前記端末で）計算した、ＤＮＡライブラリの全合成ＤＮＡ配列を表すデータ；及び
前記計算した合成ＤＮＡ配列に基づき計算される全合成ＤＮＡバーコード配列を表すデータ；
を受信すること
を含み、
前記ＤＮＡバーコード配列は、一義的に関連付けられ、前記ＤＮＡライブラリ内のＤＮＡ配列の全てに対して、前記計算した合成ＤＮＡ配列を一義的に表し、
前記ＤＮＡライブラリは、
ヘアピン・ループの生成に十分な自己相補的領域を有さない核酸；
二本鎖の生成に十分な内部相同性を有さない核酸；
非ヘアピンＲＮＡ；
全器官；
全生物系；
全有機体；
全組織型；及び
全タンパク質
の１つ又は複数からなる群をコードするＤＮＡを含む、方法。
【請求項２】
前記端末、前記少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）、又は１つ若しくは複数の高スループット配列決定装置（複数可）から指示を送信し、前記１つ若しくは複数の高スループットＤＮＡ配列決定装置（複数可）に、
前記合成ＤＮＡバーコードのみ；
前記合成ＤＮＡバーコード；
前記全合成ＤＮＡ配列の０．１％、１％、２％、３％、４％、５％、６％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、４０％、４５％、５０％及び６０％未満の１つ若しくは複数；並びに
前記合成ＤＮＡバーコードの一部である、前記合成ＤＮＡ配列ではない部分
の１つ又は複数を配列決定させること
を更に含む、上記請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）に行わせる前記指示は、全合成ＤＮＡバーコード配列を表すデータに基づき計算され、前記全合成ＤＮＡバーコード配列を表すデータは、前記合成ＤＮＡ配列に基づき計算される、上記請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４】
前記合成ＤＮＡバーコードは、前記合成ＤＮＡ配列の転写開始領域の前、任意選択で、
リボソーム結合部位領域；
リボソームプロモーター領域；
ＲＮＡポリメラーゼ結合部位；
開始コドン；
転写因子結合部位；及び
エンハンサー領域
の１つ又は複数に位置する、上記請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記合成ＤＮＡバーコードは、前記合成ＤＮＡ配列の内部イントロンである、上記請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記合成ＤＮＡバーコードは、
制限酵素消化部位；
光切断部位；及び
化学的切断部位
の１つ又は複数に隣接して位置する、上記請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記合成ＤＮＡバーコードは、ポリメラーゼ連鎖反応増幅のための少なくとも１つのプライマー領域を含む、上記請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記合成ＤＮＡバーコードは、前記合成ＤＮＡ配列のサブセットである、上記請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記１つ又は複数の合成ＤＮＡ設計パラメータは、
少なくとも１つのバーコード・セット名；
１つ若しくは複数のバーコード（複数可）の少なくとも１つの塩基対長さ；
バーコード（複数可）の少なくとも１つの総数；
バーコード間の塩基差の少なくとも１つの最小数；
前記合成ＤＮＡ配列内のグアニン（Ｇ）−シトシン（Ｃ）複合含有量の少なくとも１つの最小数；
前記合成ＤＮＡ配列内のグアニン（Ｇ）−シトシン（Ｃ）複合含有量の少なくとも１つの最大数；
バーコードを計算するため、無作為な又はアルゴリズムにより決定した少なくとも１つの試行数；
少なくとも１つのブラックリスト化ＤＮＡバーコード配列；
ブラックリスト化ＤＮＡバーコード配列の少なくとも１つの保存リスト；
少なくとも１つの制限酵素配列；
少なくとも１つのプロモーター配列；
少なくとも１つの足場配列；
少なくとも１つの無作為化配列領域；
少なくとも１つのポリ−Ａ末端部；
少なくとも１つの停止コドン；及び
少なくとも１つのグラフィック表示した合成ＤＮＡ配列サブセット順位
の１つ又は複数を含む、上記請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記合成ＤＮＡ設計パラメータは、無作為化配列領域を計算する際、アミノ酸が所与の配列位置で選択される、割合による少なくとも１つの確率を含む、上記請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
プロセッサベースの端末であって、前記プロセッサベースの端末は、
少なくとも１つのプロセッサ；及び少なくとも１つの記憶装置
を備え、前記少なくとも１つの記憶装置は、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、前記少なくとも１つのプロセッサに、
１つ若しくは複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示するデータの収集を要請するか又は前記データへアクセスするため、標識を表示するか、データを報知するか又は指示を送信すること；
前記１つ又は複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示するデータを収集するか又は前記データにアクセスすること；
前記端末及び少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）の１つ又は複数に、前記１つ又は複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示する前記データを伝達するのに必要なデータを送信すること；
前記端末と、データが保存される、又はアクセスが可能である、（ａ）前記端末の記憶域又は（ｂ）前記少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）のいずれかとの間に直接又は間接的な通信アクセス及び結合を確立し、
前記１つ又は複数のＤＮＡ設計パラメータに基づき（遠隔若しくは前記端末で）計算した、ＤＮＡライブラリの全合成ＤＮＡ配列を表すデータ；及び
前記計算した合成ＤＮＡ配列に基づき計算される全合成ＤＮＡバーコード配列を表すデータ；
を受信すること
を行わせる指示を保存し、
前記ＤＮＡバーコード配列は、一義的に関連付けられ、前記ＤＮＡライブラリ内のＤＮＡ配列の全てに対して、前記計算した合成ＤＮＡ配列を一義的に表す、プロセッサベースの端末。
【請求項１２】
プロセッサベースのシステムであって、前記プロセッサベースのシステムは、
少なくとも１つのプロセッサ；及び少なくとも１つの記憶装置
を備え、前記少なくとも１つの記憶装置は、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、前記少なくとも１つのプロセッサに、
１つ若しくは複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示するデータの収集を要請するか又は前記データへアクセスするため、標識を表示するか、データを報知するか又は指示を送信すること；
前記１つ又は複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示するデータを収集するか又は前記データにアクセスすること；
前記端末及び少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）の１つ又は複数に、前記１つ又は複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示する前記データを伝達するのに必要なデータを送信すること；
前記端末と、データが保存される、又はアクセスが可能である、（ａ）前記端末の記憶域又は（ｂ）前記少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）のいずれかとの間に直接又は間接的な通信アクセス及び結合を確立し、
前記１つ又は複数のＤＮＡ設計パラメータに基づき（遠隔若しくは前記端末で）計算した、ＤＮＡライブラリの全合成ＤＮＡ配列を表すデータ；及び
前記計算した合成ＤＮＡ配列に基づき計算される全合成ＤＮＡバーコード配列を表すデータ；
を受信すること
を行わせる指示を保存し、
前記ＤＮＡバーコード配列は、一義的に関連付けられ、前記ＤＮＡライブラリ内のＤＮＡ配列の全てに対して、前記計算した合成ＤＮＡ配列を一義的に表す、プロセッサベースのシステム。
【請求項１３】
コンピュータ・プログラムによりコード化されるコンピュータ記憶装置であって、前記プログラムは、データ処理装置によって実行されると、前記データ処理装置に、
１つ若しくは複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示するデータの収集を要請するか又は前記データへアクセスするため、標識を表示するか、データを報知するか又は指示を送信すること；
前記１つ又は複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示するデータを収集するか又は前記データにアクセスすること；
前記端末及び少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）の１つ又は複数に、前記１つ又は複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示する前記データを伝達するのに必要なデータを送信すること；
前記端末と、データが保存される、又はアクセスが可能である、（ａ）前記端末の記憶域又は（ｂ）前記少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）のいずれかとの間に直接又は間接的な通信アクセス及び結合を確立し、
前記１つ又は複数のＤＮＡ設計パラメータに基づき（遠隔若しくは前記端末で）計算した、ＤＮＡライブラリの全合成ＤＮＡ配列を表すデータ；及び
前記計算した合成ＤＮＡ配列に基づき計算される全合成ＤＮＡバーコード配列を表すデータ；
を受信すること
を含む動作を実施させる指示を含み、
前記ＤＮＡバーコード配列は、一義的に関連付けられ、前記ＤＮＡライブラリ内のＤＮＡ配列の全てに対して、前記計算した合成ＤＮＡ配列を一義的に表す、コンピュータ記憶装置。
【請求項１４】
前記バーコードは、同じ配列内及び同じ単一ヌクレオチドコード領域によって（任意選択で合成単鎖ＤＮＡの同じ単一領域内で）、同じヌクレオチド内の（１）タンパク質に翻訳することができるＲＮＡコードＤＮＡ、及び（２）ｍＲＮＡコードＤＮＡとして機能するＤＮＡの両方を識別し、ｍＲＮＡは、（ａ）二本鎖（複数可）；（ｂ）単鎖領域（複数可）；（ｃ）バルジ（複数可）；（ｄ）内部ループ（複数可）若しくはそれらの任意の組み合わせの１つ又は複数の第２の構造、並びに任意選択で１つ若しくは複数のヘアピン構造（複数可）と組み合わせた（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）の１つ又は複数を有する、請求項１３に記載のコンピュータ記憶装置。
【請求項１５】
前記ＤＮＡライブラリは、
ヘアピン・ループの生成に十分な自己相補的領域を有さない核酸；
二本鎖の生成に十分な内部相同性を有さない核酸；
非ヘアピンＲＮＡ；
全器官；
全生物系；
全有機体；
全組織型；及び
全タンパク質
の１つ又は複数からなる群をコードするＤＮＡを含む、請求項１３〜１４のいずれか一項に記載のコンピュータ記憶装置。
【請求項１６】
前記ＤＮＡライブラリは、
ヘアピン・ループの生成に十分な自己相補的領域を有さない核酸；
二本鎖の生成に十分な内部相同性を有さない核酸；
非ヘアピンＲＮＡ；
全器官；
全生物系；
全有機体；
全組織型；及び
全タンパク質
の１つ又は複数を含む群をコードするＤＮＡを含む、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載のコンピュータ記憶装置。
【請求項１７】
前記動作は、
前記端末、前記少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）又は１つ若しくは複数の高スループット配列決定装置（複数可）から指示を送信し、前記１つ若しくは複数の高スループットＤＮＡ配列決定装置（複数可）に、
前記合成ＤＮＡバーコードのみ；
前記合成ＤＮＡバーコード；
前記全合成ＤＮＡ配列の０．１％、１％、２％、３％、４％、５％、６％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、４０％、４５％、５０％及び６０％未満の１つ若しくは複数；並びに
前記合成ＤＮＡバーコードの一部である、前記合成ＤＮＡ配列ではない部分
の１つ又は複数を配列決定させること
を更に含む、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載のコンピュータ記憶装置。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）に行わせる前記指示は、全合成ＤＮＡバーコード配列を表すデータに基づき計算され、前記全合成ＤＮＡバーコード配列を表すデータは、前記合成ＤＮＡ配列に基づき計算される、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載のコンピュータ記憶装置。
【請求項１９】
前記合成ＤＮＡバーコードは、前記合成ＤＮＡ配列の転写開始領域の前、任意選択で、
リボソーム結合部位領域；
リボソームプロモーター領域；
ＲＮＡポリメラーゼ結合部位；
開始コドン；
転写因子結合部位；及び
エンハンサー領域
の１つ又は複数に位置する、請求項１３〜１８のいずれか一項に記載のコンピュータ記憶装置。
【請求項２０】
前記合成ＤＮＡバーコードは、前記合成ＤＮＡ配列の内部イントロンである、請求項１３〜１９のいずれか一項に記載のコンピュータ記憶装置。
【請求項２１】
前記合成ＤＮＡバーコードは、
制限酵素消化部位；
光切断部位；及び
化学的切断部位
の１つ又は複数に隣接して位置する、請求項１３〜２０のいずれか一項に記載のコンピュータ記憶装置。
【請求項２２】
前記合成ＤＮＡバーコードは、ポリメラーゼ連鎖反応増幅のための少なくとも１つのプライマー領域を含む、請求項１３〜２１のいずれか一項に記載のコンピュータ記憶装置。
【請求項２３】
前記合成ＤＮＡバーコードは、前記合成ＤＮＡ配列のサブセットである、請求項１３〜２２のいずれか一項に記載のコンピュータ記憶装置。
【請求項２４】
前記１つ又は複数の合成ＤＮＡ設計パラメータは、
少なくとも１つのバーコード・セット名；
１つ若しくは複数のバーコード（複数可）の少なくとも１つの塩基対長さ；
バーコード（複数可）の少なくとも１つの総数；
バーコード間の塩基差の少なくとも１つの最小数；
前記合成ＤＮＡ配列内のグアニン（Ｇ）−シトシン（Ｃ）複合含有量の少なくとも１つの最小数；
前記合成ＤＮＡ配列内のグアニン（Ｇ）−シトシン（Ｃ）複合含有量の少なくとも１つの最大数；
バーコードを計算するため、無作為な又はアルゴリズムにより決定した少なくとも１つの試行数；
少なくとも１つのブラックリスト化ＤＮＡバーコード配列；
ブラックリスト化ＤＮＡバーコード配列の少なくとも１つの保存リスト；
少なくとも１つの制限酵素配列；
少なくとも１つのプロモーター配列；
少なくとも１つの足場配列；
少なくとも１つの無作為化配列領域；
少なくとも１つのポリ−Ａ末端部；
少なくとも１つの停止コドン；及び
少なくとも１つのグラフィック表示した合成ＤＮＡ配列サブセット順位
の１つ又は複数を含む、請求項１３〜２３のいずれか一項に記載のコンピュータ記憶装置。
【請求項２５】
前記合成ＤＮＡ設計パラメータは、無作為化配列領域を計算する際、アミノ酸が所与の配列位置で選択される、割合による少なくとも１つの確率を含む、請求項１３〜２４のいずれか一項に記載のコンピュータ記憶装置。
【請求項２６】
前記合成ＤＮＡは、
純粋な合成ＤＮＡポリヌクレオチド；
純粋な合成ＤＮＡオリゴヌクレオチド；
純粋な合成ＤＮＡポリヌクレオチド収集体；
純粋な合成ＤＮＡオリゴヌクレオチド収集体；
合成ＤＮＡポリヌクレオチド；
合成ＤＮＡオリゴヌクレオチド；
合成ＤＮＡポリヌクレオチド収集体；
合成ＤＮＡオリゴヌクレオチド収集体；及び
それらの任意の組み合わせ
の１つ又は複数を含む、請求項１３〜２５のいずれか一項に記載のコンピュータ記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本国際出願は、米国特許法３６５条及び１２０条に基づき、２０１６年６月２３日出願の国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１６／３９１１５号の利益を主張するものであり、当該出願は、米国特許法１１９条（ｅ）に基づく２０１５年６月２３日出願の米国特許出願６２／１８３，３６２号の利益を主張し、これらは全て全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、一般に、合成ＤＮＡの設計に関する。より詳細には、本開示は、１つ又は複数のＤＮＡ鎖のための１つ又は複数のＤＮＡライブラリを設計する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
合成ＤＮＡは、ゲノム工学、機能ゲノム学、生物学的検出、創薬及びデータ保存等、様々な用途で有用である。合成ＤＮＡの多くの下流用途は、ＤＮＡを配列決定し、その後関連するデジタル・コンピュータ生成された分析を行うこと、及び合成ＤＮＡ鎖（ストランド）の中に保存されているものを人に伝達することを必要とする。しかし、従来のＤＮＡの配列決定は、元のＤＮＡのコンセンサス配列を決定するために、（多数の）同種のＤＮＡの混合物を必要とし、これを用いて短いＤＮＡの配列決定リードをアライメント（整合）させることを必要とすることが多い。この制限は、異種ＤＮＡ混合物の配列決定を困難にし、より長い鎖の配列決定を厄介なものにする。
【０００４】
一例として、抗原結合の可能性ある合成ＤＮＡ抗体を選別し、完全に配列決定するためには、多数の細菌クローンを生成する必要があるということは、少なくとも、この必要性が実験用、配列決定用、及び関連する計算分析用リソースを枯渇させてしまうという点において、この困難の好例である。
【０００５】
関連する非常に困難な問題は、ＤＮＡの配列決定、分析、及び人が理解可能なフォーマットでの表示は、ＤＮＡライブラリ内に保存した莫大なデータを処理し、解釈するため、非常に大量の計算リソースを必要とすることである。
【０００６】
例えば、一義的な鎖（又は半一義的な鎖、例えば、未増幅の鎖（複数可））それぞれの配列決定に必要となる計算リソースは、膨大である。この計算リソースとしては、１つ又は複数のデータ処理ハードウェアの量（例えば、非限定例として、プロセッサ及び記憶リソース等）、及び大部分の配列決定方法の間に各鎖（複数可）の処理に必要なデータ処理ネットワーク・リソース等がある。約１グラムのＤＮＡは、場合によっては、最大約７００テラバイトのデジタル・データとして保存され得ることが推定される。ＤＮＡ内に保存可能な膨大なデータ量にまつわる別の推定では、何千というデジタル・データ施設やローカル・データベースに保存された世界中の知識レポジトリ全体をＤＮＡ内に保存することができ、しかもそれはたった１台のスポーツ用多目的車（ＳＵＶ）にまるごと収まると推定されている。したがって、より効率的に（ａ）配列決定によりＤＮＡを識別すること、（ｂ）得られたデータをデジタル分析すること、及び（ｃ）人が理解できるフォーマットでのデータ表現、の１つ又は複数を行うのに必要な実験室用・計算用リソースを劇的に低減する、合成ＤＮＡ設計方法を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の第１及び第２の態様は、以下の動作を生じさせるそれぞれの方法及びコンピュータ可読媒体の１つ又は複数を対象としても、しなくてもよく、各動作は、１つ若しくは複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示するデータの収集を要請するか又はデータへアクセスするため、標識（incidia）を表示するか、データを報知するか又は指示を送信すること；端末と、データが保存される、又はアクセスが可能である、（ａ）端末の記憶域又は（ｂ）少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）のいずれかとの間に直接又は間接的な通信アクセス及び結合を確立し、１つ又は複数のＤＮＡ設計パラメータに基づき（遠隔若しくは端末で）計算した、ＤＮＡライブラリの全合成ＤＮＡ配列を表すデータ；及び計算した合成ＤＮＡ配列に基づき計算される全合成ＤＮＡバーコード配列を表すデータを受信することのうち１つ又は複数を含む。端末、システム及びコンピュータ可読媒体も提供する。
【０００８】
本開示の第３及び第４の態様は、以下の動作を生じさせるそれぞれのプロセッサベースの端末及びプロセッサベースのシステムの１つ又は複数を対象としても、しなくてもよく、各動作は、１つ若しくは複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示するデータの収集を要請するか又はデータへアクセスするため、標識を表示するか、データを報知するか又は指示を送信すること；端末と、データが保存される、又はアクセスが可能である、（ａ）端末の記憶域又は（ｂ）少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）のいずれかとの間に直接又は間接的な通信アクセス及び結合を確立し、１つ又は複数のＤＮＡ設計パラメータに基づき（遠隔若しくは端末で）計算した、ＤＮＡライブラリの全合成ＤＮＡ配列を表すデータ；及び計算した合成ＤＮＡ配列に基づき計算される全合成ＤＮＡバーコード配列を表すデータを受信することのいずれか１つ又は複数を含む。端末、システム及びコンピュータ可読媒体も提供する。
【０００９】
本開示の更なる又は代替の態様は、添付の特許請求の範囲内で見いだされる。実施形態の更なる態様、実施形態、特徴及び利点並びに様々な実施形態の構造及び動作を添付の図面を参照しながら以下で詳細に説明する。
【００１０】
明細書の一部を形成し、明細書と共に読まれる添付の図面において、同様の参照数字は、様々な図において同様の特徴を示すために使用する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】デジタル形式で保存され、動作される３つの例示的コンピュータ・ネットワーク環境であって、この環境内で実施形態を実施することができる、コンピュータ・ネットワーク環境の概略図である。
【図２ａ】一実施形態による合成ＤＮＡバーコード・システム設計方法を示す図である。
【図２ｂ】一実施形態による合成ＤＮＡバーコード・システム設計方法を示す図である。
【図３】一実施形態による合成ＤＮＡバーコード・システム設計方法を示す図である。
【図４】一実施形態による合成ＤＮＡバーコード・システム設計方法を示す図である。
【図５】一実施形態による合成ＤＮＡバーコード・システム設計方法を示す図である。
【図６】一実施形態による合成ＤＮＡバーコード・システム設計方法を示す図である。
【図７】一実施形態による合成ＤＮＡバーコード設計システムのグラフィカル・ユーザ・インターフェースを示す。
【図８】一実施形態による合成ＤＮＡバーコード設計システムのグラフィカル・ユーザ・インターフェースを示す。
【図９】一実施形態による合成ＤＮＡバーコード設計システムのグラフィカル・ユーザ・インターフェースを示す。
【図１０】一実施形態による合成ＤＮＡバーコード設計システムの確率を設定する例示的ファイルの図である。
【図１１】実施形態によるバーコード配列設計アルゴリズムの流れ図である。
【図１２】一実施形態による無作為化領域設計アルゴリズムの流れ図である。
【図１３】一実施形態による合成ＤＮＡバーコード設計システムのアルゴリズムの流れ図である。
【図１４】実施形態で使用し得るいくつかのネットワーク構造と共に示された、実施形態の構成要素の実装に有用な例示的コンピュータの図である。
【図１５】携帯端末における図１４のコンピュータの例示的実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
一態様では、本開示の実施形態は、（ａ）少なくとも１つの合成ＤＮＡ鎖、及び（ｂ）１つ又は複数の関連付けた合成ＤＮＡバーコード、のデジタル表現を設計、作成するため、データを要求すること、受信すること、保存すること及び送信することの１つ又は複数に関し、ＤＮＡバーコード（又はＤＮＡバーコード・セット）のそれぞれは、少なくとも１つの合成ＤＮＡ鎖を一義的に示す。
【００１３】
実施形態では、設計した合成ＤＮＡのそれぞれの少なくとも１つのデジタル表現されたコピーは、デジタル形式で保存されるか又は他の方法でアーカイブされるため、配列決定する必要がない。これは、このコピーが既知であるためである。したがって、実施形態では、既知でありアーカイブされた合成ＤＮＡ配列鎖、部分遺伝子、遺伝子、染色体又はゲノムに関する識別情報を決定するには、設計し、関連付けた合成バーコード（複数可）のみを配列決定すればよい。
【００１４】
実施形態では、バーコード配列は、既知であるため、全ゲノムは、合成ゲノム設計を含むデジタル・データベースの探索によって識別することができる。この場合、１つ又は複数のバーコードを生成、使用することができ、合成ＤＮＡ下位部分を混合、一致させ、様々なＤＮＡ配列の組み合わせを生成可能にする。
【００１５】
特定の場合では、実施形態は、パラメータの要請、パラメータを表すデータの受信、合成ＤＮＡ鎖（複数可）の計算、計算した鎖と自動的に関連付けられるＤＮＡバーコード（複数可）の計算、並びに少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）に対し合成ＤＮＡ及びＤＮＡバーコード（複数可）をデジタル形態で表すデータの送信の１つ又は複数に関する（遠隔コンピュータは、例えば、限定はしないが、１つ又は複数の、一連の、及び地理的に異なり通信可能に接続された、ユーザ・データを操作するサーバ（複数可）のあらゆる組み合わせである）。最終的に、これらのデジタル表現された合成ＤＮＡ及び関連付けたＤＮＡバーコード（並びにこれらを分析又は配列決定するための関連するデジタル指示）は、動作させるデータ・セット（複数可）を保持するか若しくは選択的に表示することができる１つ若しくは複数のサーバ（複数可）、記憶デバイス（複数可）、又は他のコンピュータ・ハードウェアにおいて実行しても、しなくてもよい。ただし特定の方法、端末、システム及びコンピュータ可読媒体の実施形態ではこの限りではない。
【００１６】
したがって、ＤＮＡデータ・デジタル・コンピュータ・ネットワークのユーザ端末及び他の構成要素上で必要なデータ及びデジタル・データの処理リソースは、（１）コンピュータで事前設計したＤＮＡ鎖が既知であり、事前に標識されているため／コンピュータにより設計した合成ＤＮＡ標識と関連付けられているため、全ＤＮＡ鎖を配列決定する際に短いＤＮＡリード数を低減する又は完全になくすこと、（２）不必要なデータが、１つ若しくは複数の記憶デバイス又はデータ構造上に送信若しくは保存されないようにすること、並びに（３）ネットワークを通じた不要なデータ送信及び計算を制限し、ひいてはＤＮＡデータ・デジタル・コンピュータ・ネットワーク内の１つ又は複数の端末での受信及び計算を制限すること、の１つ又は複数によって低減される。
【００１７】
広範囲に及ぶＤＮＡデータ分析がもたらす恩恵、及び限られたデジタル計算リソースを効率的に使用することは、見たところ両立不可能であり、技術的に導出された緊張が生まれることは明らかである。例えば、ヒト生体１体の１つのゲノムは、少なくとも約７００メガバイトのデジタル記憶リソースを必要とする。しかも、数千のＤＮＡ鎖が毎年配列決定されており、配列決定される数は、絶えず、ますます加速している。未知の天然配列を使用する場合、多くのＤＮＡ鎖の断片的な高スループットＤＮＡ配列決定リードに関連付けられる計算リソースは、度胆を抜くようなものである。未だかつてなく大量の、配列決定及びデジタル・コンピュータ分析の両方を必要とするＤＮＡ情報が予期されることは、利用可能でありかつ配列決定に望ましい莫大な量のＤＮＡデータによってもたらされた技術的効率に起因するものと考えられる。
【００１８】
実施形態では、以下に示す非限定的な技術利点のいくつか及び／又はその他であって、それぞれ本明細書で開示する特徴のいかなる組み合わせが一実施形態の内に見いだされるかに依拠する、技術利点のいくつか及び／又はその他は、（ａ）上記で示した技術的な緊張の存在そのものの発見、及び（ｂ）本明細書で部分的に開示する技術的解決策の発明の両方を通じ、永続的で努力を要する研究においてのみ実現される。
【００１９】
実施形態では、得られたパラメータの要求、合成ＤＮＡ計算、データ送信、及び事前に決定したＤＮＡを表すために事前に関連付けたバーコードを有する（配列決定する必要のない）合成ＤＮＡの使用、並びに既にアーカイブされたＤＮＡライブラリは、これにより、ＤＮＡデータ・コンピュータ・ネットワークにおける数十億とは言わずとも数百万ものＤＮＡデータの出入りを促進するデータ保存及びデータ処理インフラストラクチャの地球規模のネットワークにわたって、端末等の個人レベルにおいて、また集合的にはなおのこと、処理リソースを解放するものである。こうした実施形態は、かなり予想外のことだが、デジタル形式で保存され動作される１つ又は複数のデジタル・コンピュータ・ネットワークに通信可能に接続された様々な配列決定機械、端末及び他のコンピュータ（並びにデータベース）に送信され、またこれらから送信されるデータに関する、配列決定及び計算リソースの両方を低減するという、予測不可能な結果（複数可）をもたらした。
【００２０】
実施形態では、データ・セット変換を行う動作は、配列へのアクセス制限を通じて、特定のＤＮＡ配列データの秘密を保護することによってデータ安全性を向上させる。例えば、合成ＤＮＡ配列データは、製薬会社のサーバ（複数可）に独占的に保存しても、しなくてもよい。
【００２１】
実施形態では、データ・セット変換を行う動作は、各端末におけるシステム動作効率を高める。
【００２２】
実施形態では、データ・セット変換を行う動作は、一方では合成ＤＮＡ配列の秘密を保護することによるデータ安全性の向上と、もう一方ではシステム動作効率を高めることとの間で、最適な均衡をもたらすとともに、この間、継続的な（関連付けたＤＮＡ標識を介する）データ交換、及びデジタル形式で保存され動作される少なくとも１つのコンピュータ・ネットワークに通信可能に接続された１つ又は複数のユーザ・コンピュータの間の統合を可能にする。
【００２３】
実施形態では、データ・セット変換を行う動作は、配列決定機器に対する要求を低減する。
【００２４】
実施形態では、データ・セット変換を行う動作は、配列決定、及び関連する実験・計算分析の間にもたらされるエラーを低減する。
【００２５】
実施形態では、データ・セット変換を行う動作は、異種高スループット配列決定速度を少なくとも１０倍増加させる。ｉｌｌｕｍｉｎｅ（登録商標）技術により作製されるもの等、短いリード配列決定を使用するＤＮＡの異種ＤＮＡ混合物の配列決定を望む科学者は、まず、ＤＮＡ試料を単離する必要があり、これは、骨の折れるステップを必要とし、スループットを低減する。
【００２６】
実施形態では、典型的にはファージ提示法を使用するインビトロ断片抗体選別等のタンパク質相互作用選別の間、注目するＤＮＡを含む選別から得たファージの異種混合物がある。したがって、技術者は、細菌クローン化等のステップを取り、各ＤＮＡ試料を単離させ、次に、配列決定の前にこれらの細菌クローンを個々に採取しなければならない。この手順は手作業のステップを必要とし、スループットは、一義的な選別候補配列およそ１，０００〜１０，０００である。しかし、いくつかの実施形態ではこれらのステップをなくすため、スループットはこれらの量の１０倍に高められ、また実施形態では、これらのステップを実験に組み込むことで生じる偏りもなくすことができる。
【００２７】
実施形態では、本明細書で開示する効率の１つ又は複数は、例えば、各ペプチド及び各抗体のコード配列の１００の変種を瞬時に設計可能にすることによって実現される。
【００２８】
実施形態では、合成バーコードは、合成ＤＮＡ断片を含み、合成ＤＮＡ断片は、ペプチド、タンパク質をコードしない、又は機能結合部位として作用しない代わりに、合成ＤＮＡ配列としてデータを保存する。更に、合成ＤＮＡ配列として保存したデータは、合成ＤＮＡのより大きな領域を識別するコードである。
【００２９】
代替実施形態では、合成ＤＮＡバーコードは、合成ＤＮＡ断片を含み、合成ＤＮＡ断片は、任意の種類の情報、任意選択で任意の種類のデジタル情報をコードし、事実上、タンパク質、ミクロＲＮＡ若しくは他の生物学的機能成分をコードする等、生物学的機能を有する、及び／又は生物学的機能をコードするＤＮＡ領域を含有するＤＮＡ鎖と同じＤＮＡ鎖上にある。
【００３０】
実施形態では、バーコードは、ユーザが全合成ＤＮＡ／ポリヌクレオチド設計と関連付けることを希望するあらゆるデータを保持することができるデータ格納庫である。例えば、バーコードは、ＤＮＡ配列に変換される写真画像又は他の文書を表すことができ（このＤＮＡ配列は、次いで任意選択で、ＤＮＡ配列を暗号化する暗号に従って再構成される）、このＤＮＡ配列は、１つ又は複数の合成ＤＮＡバーコード（複数可）として保存される。これらのバーコードは、タンパク質をコードせず、より大きな合成ＤＮＡ設計としての同じ鎖（複数可）の一部である。
【００３１】
図１に示すように、実施形態では、端末及び／又はシステム・データ・フロー構成は、合成ＤＮＡ配列パラメータ、並びにパラメータに基づき計算した合成ＤＮＡ配列を表すデータの（ａ）保存及び（ｂ）送信の１つ又は複数を選択的に要請するものであり、上記に示した矛盾すると思われる緊張に鑑みて、これまで見られなかった予期しない技術的効率を伴う。
【００３２】
実施形態では、サーバ（複数可）５０は、事前に決定した、事前に保存した又は事前に受信した合成ＤＮＡを表すデータに基づき、１つ又は複数の合成ＤＮＡ配列（複数可）及び合成ＤＮＡバーコード（複数可）を計算する指示を実行する。
【００３３】
実施形態では、端末２０１から２５１の少なくとも１つは、指示をサーバ（複数可）５０に送信し、指示を実行して（ａ）合成ＤＮＡ配列（複数可）を表すデータ、及び（ｂ）一義的に関連付け、一義的に表される１つ又は複数の合成ＤＮＡバーコード（複数可）、を表すデータの１つ又は複数の生成の成功又は不成功をもたらし、両方のデータを保存する。合成ＤＮＡバーコード（複数可）の１つ又は複数の部分は、任意選択で、高スループット異種ＤＮＡ鎖配列決定の間に必要な多くのリードを支援する配列決定装置又は関連する計算デバイスに送信される。また、高スループット異種ＤＮＡ配列決定装置とより直接的に関連付けたもの等の端末は、典型的には高スループット異種配列決定の間に必要な多数のリードの間に必要な計算リソースを必要としなくてもよく（又は必要としてもよく）、これにより、例えば、ネットワーク４５１の全体にわたり、本明細書で開示する様々な実施形態の技術的利点の少なくともいくつかが、加速及び規模拡大される。
【００３４】
実施形態では、計算した合成ＤＮＡ配列は、独占的にサーバ（複数可）５０に保存するか、又は一度だけ（若しくは任意選択で必要に応じた回数だけ）１つ若しくは複数の端末に送信してもよい（又はしなくてもよい）。この特徴は、合成ＤＮＡ配列を常に単一の集中記憶位置のみに保存する可能性がある場合、データ漏洩及びハッキングの危険性を低減する。
【００３５】
実施形態では、計算したＤＮＡ配列が１つ又は複数の端末以外には決して送信されないようにするため、関連付け、計算した合成ＤＮＡバーコードを、１つ又は複数の端末に独占的に送信してもよい（若しくはしなくてもよい）。
【００３６】
以下は、図１〜図１５に示す実施形態による、合成ＤＮＡ鎖（複数可）、及び相関し一義的にかつ個々に関連付けたＤＮＡバーコードを設計するシステムを説明する。図１は、コンピュータ・ネットワーク４５１の図であり、コンピュータ・ネットワーク４５１は、実施形態を実施することができる３つの例示的環境を含む。以下は図１に関して説明するが、実施形態は、図１に示す環境（複数可）に限定するものではない。例えば、概ね図１の構造を有する任意のシステム、又は本明細書で説明する動作、方法及び機能から利益を得られる任意のシステムを使用することができる。
【００３７】
例示的実施形態では、システム４５１は、端末クライアント２０１〜２５１を示し、端末クライアント２０１〜２５１はそれぞれ又は集合的に、端末２４７の１つ又は複数のブラウザ（複数可）１０（ブラウザは、他の端末のそれぞれにもあるが、図示しない）を備え、１つ又は複数のネットワークＷ１３、Ｗ１４及びＷ１５上でサーバ（複数可）５０に接続するために使用される。
【００３８】
実施形態では、これらの端末の１つ又は複数は、１つ又は複数のＤＮＡ配列決定装置（複数可）に通信可能に接続していても、していなくてもよい。
【００３９】
実施形態では、これらの端末の１つ又は複数は、１つ又は複数のＤＮＡ配列データベース（複数可）に通信可能に接続することができる。
【００４０】
実施形態によれば、ブラウザ１０は、ユーザ又はコンピュータが、典型的にはネットワーク上で、別のデータ・ソースからのデータを渡り歩く及び／又は取り出すことを可能にするあらゆるデバイス、アプリケーション又はモジュールを含むことができる。ブラウザ１０は、広く利用可能なもの等、あらゆる従来のウェブ・ブラウザを含むことができる。更なる実施形態によれば、ブラウザ１０は、ＨＴＴＰ、ＦＴＰ等のプロトコル及びＴＣＰ／ＩＰ又はＵＤＰ等の下位プロトコルを含め、現在公知のもの又は将来開発される任意の数のプロトコルを使用するように構成することもできる。実施形態では、ブラウザ１０は、ヘッドレス・ブラウザとして、ＧＵＩを伴わずにウェブ・アプリケーションを稼働させる（又は実行する）ように構成する。ウェブ・アプリケーションは、例えば、ウェブ・ブラウザ内で提供できるアプリケーション、又は、インターネット若しくはイントラネット等のネットワーク上でアクセスすることができるアプリケーションである。
【００４１】
ブラウザ１０は、入力（図示せず）と更に通信することができ、ユーザがデータを入力する、命令を入力する又はブラウザ１０への他の制御情報を提供することを可能にする。ブラウザ１０は、サーバ（複数可）５０にアクセスする前に１つ若しくは複数の端末（複数可）又はサーバ（複数可）５０に保存した事前ユーザ入力に基づき、及び後でサーバ５０に送信するどの指示を計算するかに基づき、１つ又は複数のサーバ（複数可）５０からのコンテンツを要求することができる。サーバ（複数可）５０は、ネットワークＷ１３を介してブラウザ１０及びクライアント２０１にコンテンツを戻すことによって、要求に応答することができる。ブラウザ１０は、ユーザの介入を伴わずにサーバ（複数可）５０からコンテンツを取り出すように構成することもできる。
【００４２】
実施形態では、ネットワーク（複数可）Ｗ１３、Ｗ１４及びＷ１５は、任意の種類のデータ・ネットワーク又はデータ・ネットワークの組み合わせとすることができ、これらには、限定はしないが、ローカルに若しくはＶＰＮ等を介して遠隔でアクセスされるローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、中間域ネットワーク、又はインターネット等の広域ネットワークを含む。ネットワークＷ１３は、例えば、クライアント端末２４７及びサーバ（複数可）５０を互いに通信可能にする有線又はワイヤレスのネットワークとすることができる。ネットワークＷ１３は、ワールドワイドウェブ（例えばインターネット）プロトコル及びサービスを更に支持することができる。
【００４３】
サーバ（複数可）５０は、ネットワークＷ１３上でクライアント端末２４７が取り出せるコンテンツ（例えば、ウェブ・ページ、アプリケーション（又は「アプリ」、音声、ビデオ等）を提供する。クライアント２４７によって取り出されるコンテンツは、ブラウザ１０を介して普及させることができる。様々な実施形態では、サーバ（複数可）５０及び／又はブラウザ１０は、以下で更に説明するコンテンツ・マネージャ２００の１つ又は複数の特徴を含む。
【００４４】
実施形態では、本開示の一態様の基本機能構成要素は、複数の端末２０１から２５１の少なくとも１つから構成され、複数の端末２０１から２５１は、事前に決定したデフォルト設定若しくはユーザ選択設定及び／又はソフトウェア命令にしたがって、１つ又は複数の動的に変化し再構成されるユーザ端末グループへと整理されるように構成される。いくつかのネットワーク端末及び／又はシステム、例えばシステム４５１は、限定はしないが少なくとも３つの異なる種類のネットワークＷ１３、Ｗ１４及びＷ１５内並びにこれらのネットワークからのローカル端末又は遠く離れた端末との間で接続し、情報の交換を可能にする。
【００４５】
実施形態では、端末グループ４０１は端末２０１から２１５を備え、端末グループ４０３は端末２１７から２３３を備え、端末グループ４０５は端末２３５から２５１を備え、それぞれのグループ及び集合的なグループは、非常に小規模ではあるが、クリア・ネットワークＷ１３、（例えばＴｈｅ  Ｏｎｉｏｎ  Ｒｏｕｔｅｒ（Ｔｏｒ）を介して用いられる）ダークネット又はダークウェブＷ１４、及び少なくとも１つの（若しくはより多くの）サーバ（複数可）５０を介するピアツーピア・ネットワークＷ１５等、様々なネットワークの中及び様々なネットワークにわたるデータ・フローを示す。サーバ（複数可）５０は、多くの地理的に異なる場所にわたり、及びこうした場所で、１つ又は複数のデータベース６００上のユーザ・アカウント・データを受信、保存、取り出し、配信する。
【００４６】
実施形態では、端末及びシステムの動作は、（端末グループ４０３及び４０５の全て若しくはほんの一部分を少なくとも含む）クリア・ネットワークＷ１３上で又はクリア・ネットワークＷ１３を介して全部又は一部を実施、実行又は実装しても、しなくてもよく、これにより、個々の端末、サーバ（複数可）５０又はこれらの組み合わせは、それぞれのデータ・セットに対し取るべき動作を計算し、これらの動作をサーバ（複数可）５０を介してネットワークに広め、さらには他の全てのユーザに広める。
【００４７】
実施形態では、端末及びシステムの動作は、（端末グループ４０１及び４０５の全て若しくはほんの一部分を少なくとも含む）ダーク・ネットワークＷ１４上で又はダーク・ネットワークＷ１４を介して全部又は一部を実施、実行又は実装しても、しなくてもよく、これにより、個々の端末、サーバ（複数可）５０又はこれらの組み合わせは、それぞれのデータ・セットに対し取るべき動作を計算し、これらの動作をサーバ（複数可）５０を介してネットワークに広め、さらに任意選択で他のユーザに広める。
【００４８】
実施形態では、端末及びシステムの動作は、（端末グループ４０１及び４０３の全て若しくはほんの一部分を少なくとも含む）ピアツーピア・ネットワークＷ１５上で又はピアツーピア・ネットワークＷ１５を介して全部又は一部を実施、実行又は実装しても、しなくてもよく、これにより、１つ又は複数の端末、サーバ（複数可）５０又はこれらの組み合わせは、それぞれのデータ・セットに対し取るべき動作を計算し、これらの動作をネットワークに広める。
【００４９】
実施形態では、各端末は、サーバ（複数可）５０にアクセスするコンピュータから地理的に離れていても、いなくてもよく、こうしたコンピュータに対しローカルであっても、なくてもよい。
【００５０】
実施形態では、各端末は、１つ又は複数のデバイス・セット（複数可）の一部であっても、なくてもよく、１つ又は複数のデバイス・セット（複数可）は、唯一の若しくは複数の、単一ユーザ、実体（例えば非公式なグループ）又は参加者によって制御、所有又は使用されるデバイス（複数可）を備えても、備えなくてもよい。
【００５１】
実施形態では、デバイスの所有権、所有及び／又は制御は、一時的にのみ確立する、及び／又は広く使われているソーシャルメディア・サイト・アプリケーション等を介して、組込み若しくは遠隔実装等によって、他のユーザが所有するか若しくはインストールしたアプリケーションを介して確立されるにもかかわらず、これらの端末（複数可）若しくはデバイス・セット（複数可）の任意の１つ又は複数は、例えば、任意のウェブ可能デバイスを介して、ウェブベースのＡＳＰ又はピアツーピア分散ネットワークへの遠隔ログオン及び／又は遠隔使用を含むことができる、又は含まなくてもよい。
【００５２】
実施形態では、クライアント端末２４７及びサーバ（複数可）５０はそれぞれ、計算デバイス上に実装することができる。そのような計算デバイスは、限定はしないが、パーソナル・コンピュータ、携帯電話等の携帯デバイス、ワークステーション、組込みシステム、ゲーム・コンソール、テレビ、セットトップ・ボックス、又はウェブ閲覧を支持することができる任意の他の計算デバイスを含む。そのような計算デバイスは、限定はしないが、指示を実行、保存するプロセッサ及び記憶装置を有するデバイスを含む。そのような計算デバイスは、ソフトウェア、ファームウェア及びハードウェアを含むことができる。計算デバイスはまた、いくつかの（１つ若しくは複数の）プロセッサ及びいくつかの（１つ若しくは複数の）共有又は個別の記憶装置構成要素を含むこともできる。ソフトウェアは、１つ又は複数のアプリケーション及びオペレーティング・システムを含むことができる。ハードウェアは、限定はしないが、プロセッサ、記憶装置及びグラフィカル・ユーザ・インターフェース表示装置を含むことができる。マウス又はタッチ・スクリーン等、任意選択の入力デバイスを使用してもよい。
【００５３】
ソフトウェア指示及び実験室での方法
本開示の別の態様は、方法である。本開示の実施形態は、より効率的なＤＮＡの配列決定のために設計される合成ＤＮＡ鎖のための合成ＤＮＡライブラリ及びＤＮＡバーコードを設計する方法を提供する。
【００５４】
実施形態では、コンピュータ実装システムは、合成ＤＮＡ鎖及び合成ＤＮＡバーコードの設計を自動化する。
【００５５】
実施形態では、バーコード及びＤＮＡ鎖（例えば遺伝子）は、一緒に合成され、遺伝子操作工程を単純化して、バーコード化すること、必要な場合に混ぜること、並びに／又はインビトロ及びインビボ実験で使用することができる大型合成遺伝子ライブラリの作製を可能にする。
【００５６】
実施形態では、バーコードは、相関遺伝子領域の外側にあり、バーコードが、最小の影響で、生物又は発現系のゲノム内にあることを可能にする。例えば、例示的用途は、ファージ提示法、ＣＩＳ提示法又は他の生物学的選別法の使用による、創薬のためのインビトロ抗体／生物学的選別である。
【００５７】
例示的な実施形態では、方法は、遺伝子選別と共に使用し、遺伝子変異の影響を決定するか又は遺伝子機能を最適化する。より詳細には、実施形態は、新規の遺伝子変種の設計、合成ＤＮＡ内でのそのような設計の作製、及びそのような遺伝子を有機体遺伝子内（細菌又は酵母内等）に挿入し、有機体内の細胞過程に対する影響を観察する遺伝子操作技法の使用、の１つ又は複数を含む。
【００５８】
実施形態では、高スループット実験工程に先だって、タンパク質発現に影響を与えずに遺伝子をバーコード化する方法を提供する。
【００５９】
更なる実施形態を以下で詳細に説明する。特に、図２ａ及び図２ｂ〜図１３に関し、設計マネージャ・ソフトウェア・モジュール２００は、デジタル・コンピュータ・プログラム命令を与えて、少なくとも１つのプロセッサ及び少なくとも１つの記憶装置が、図、表、ＧＵＩ及びフロー・チャートで様々に説明するもの等、本明細書で説明するステップ、サブステップ、ルーチン及びサブルーチンのいずれか１つ又は複数を実施することを可能にする。
【００６０】
図２ａ及び図２ｂは、本開示の実施形態による、合成ＤＮＡバーコード設計方法を示す図である。
【００６１】
実施形態では、図２ａを参照すると、合成ＤＮＡバーコード１０１は、転写因子又はポリメラーゼ等の、（例えば少なくとも１つの特定のＤＮＡ鎖１００若しくはより一般的には任意の特定の遺伝子のための）分子生物機構と接触している場合、リボ核酸（ＲＮＡ）内に転写されない（又は後に翻訳される）。このことは、図２ａに示すように、（ａ）リボソーム結合領域、開始コドン若しくはプロモーター領域等の転写開始部位又は領域１０３、及び（ｂ）コード領域１０５、の上流にバーコードを置くことによって達成される。
【００６２】
実施形態では、合成ＤＮＡバーコード１０１は、図２ｂに示すように、ポリ−Ａ末端部１０７等の転写若しくは翻訳終結部位又は領域の下流に置かれる。
【００６３】
図２ａ及び図２ｂの両方において、バーコードに隣接する合成ＤＮＡ領域１０５は、例えば、１つ又は複数のデータ記憶媒体及び１つ又は複数の様々な生物学的生成物をコードしても、しなくてもよく、生物学的生成物には、限定はしないが、タンパク質、ペプチド及び非コードＲＮＡを含む。
【００６４】
図３は、本開示の実施形態による合成ＤＮＡバーコード設計方法を示す図である。実施形態では、図３に示すように、合成バーコード１１１は、メッセンジャーＲＮＡ（ｍＲＮＡ）の転写及び転移ＲＮＡ（ｔＲＮＡ）の翻訳の前にＲＮＡスプライシングによって除去される遺伝子領域の内部に配置されるように設計され、こうした領域は、一般にイントロンと呼ばれる。バーコード１１１は、設計した合成ＤＮＡ鎖１１５の非コード領域内に配置される。未変性／正常イントロン１２１もまた、設計した合成ＤＮＡ鎖１１５の非コード領域内に配置される。また、コード領域１１３は、これら２つのイントロンの両側、２つのイントロンの間にある。ＤＮＡ１１５のスプライシングにより、ＤＮＡ１１５の一区分が除去され、依然としてバーコード１１１及び正常イントロン１２１を含むｍＲＮＡ前駆体１１２が生成される。次いで、ｍＲＮＡが、これらのイントロン１１１及び１２１を除去することによって生成される。
【００６５】
図４は、本開示の実施形態による合成ＤＮＡバーコード設計方法を示す図である。実施形態では、制限酵素消化部位１２０（及び／若しくは光切断部位及び／若しくは化学的切断部位）の１つ又は複数は、設計した合成ＤＮＡ鎖１２７内に含まれる。切断部位１２０及び１２１は、図４に示すように、バーコード１２５の側面に位置し、配列決定のための合成ＤＮＡバーコードの単離及び純化を可能にする。合成ＤＮＡ配列１２７及びバーコード１２５がもたらされる。実施形態では、バーコード１２５のみを配列決定装置１２９によって配列決定する。
【００６６】
図５は、実施形態による合成ＤＮＡバーコード設計方法を示す図である。実施形態では、図５に示すように、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）増幅のためのプライマー領域１３１及び１３３は、それぞれのＤＮＡバーコード１３５及び１３７の一部として設計し、具体的には、（それぞれのＤＮＡ鎖１３８及び１３９の）ＤＮＡバーコード１３５及び１３７を増幅させ、ＤＮＡの配列決定のためのそれぞれ又は複数のバーコード（複数可）を純化する。
【００６７】
図６は、実施形態による合成ＤＮＡバーコード設計方法を示す図である。実施形態では（１つ若しくは複数の組織型（複数可）、器官（複数可）又は生物系をコードする等のため）、ゲノムの一部分、及び全合成ゲノムの１つ又は複数を生成する方法を提供し、この方法から、バーコードを純化し、配列決定し、ゲノムの一部分又は全ゲノム配列の残りを決定することができる。また、このことにより、完全な（既にアーカイブされた）ＤＮＡ機能部分又は完全合成ＤＮＡ配列の識別をもたらす。例えば、バーコード１４０、１４１及び１４３を合成ＤＮＡ配列１５０から純化し、バーコード１４０、１４１及び１４３のそれぞれを配列決定装置１２９によって配列決定し、合成ＤＮＡ配列のＩＤを決定する。
【００６８】
実施形態では、全ゲノムを設計する際、ゲノムの全ＤＮＡ配列を識別するために全ゲノムを配列決定する必要はなく、バーコード（複数可）の配列を配列決定するだけでよい。バーコード配列が既知である場合、全ゲノムは、合成ゲノム設計を含むデータベースの探索によって識別することができる。この場合、１つ又は複数のバーコードを使用することができ、合成ＤＮＡ下位部分を混合、一致させ、様々なゲノムの組み合わせを生成可能にする。
【００６９】
図７は、実施形態による、合成ＤＮＡバーコード設計のグラフィカル・ユーザ・インターフェース１６０を示す。バーコード・ライブラリのためのパラメータ及び代表的なデータ入力領域は、端末に表示され、端末の表示装置は、ユーザによる入力を要請する。基本パラメータは、例えば、バーコード・セット名１６１、バーコード（複数可）の長さ１６３、及び設計すべきバーコードの総数１６４を含む。
【００７０】
各バーコードの間の塩基差の最小数１６５を設定することができる。この要請は、配列決定エラーによる、不正確な配列の識別に対する問題に対処する。例えば、（配列Ａに関連する）バーコードＡ及び（配列Ｂに関連する）バーコードＢが、単一の塩基差しか有さない場合、バーコードＢを配列決定した際、配列決定エラーのために無関係の配列Ａを表すものとして不正確に識別されることがある。最小ＧＣ含有量１６６及び最大ＧＣ含有量１６７を設定することもでき、これにより、配列決定の効率、及びＤＮＡ操作に関連する多くの他の方法に影響を与える。非限定的な例は、ＤＮＡ鎖のＰＣＲ増幅効率、及び特に配列決定のためにＤＮＡを調製するために実施されるＰＣＲを含む。許容可能なバーコード１６８を無作為に与える試行数を設定することもできる。
【００７１】
実施形態では、端末は、ユーザによる新たな入力１６９又は記憶域１７１からの呼び出しのため、単一又は複数の配列ブラックリストを要請する表示も表示する。ブラックリストとは、幅広い技術的問題を避けるため、計算しデジタル形式で表した配列がどのバーコード内にも含んではならない配列のリストである。ブラックリスト配列は、限定はしないが、特定の制限酵素、プライマー配列、転写開始部位又は他のバーコード・ライブラリを含むことができる。
【００７２】
実施形態では、ユーザが必要なパラメータを入力すると、所望のバーコード・ライブラリを設計する１つ又は複数の試行において計算が実施される。所望のバーコード・ライブラリを設計することができない場合、端末は、バーコードを計算することができないことをユーザに通知する標識を表示し、ユーザがパラメータを調節し、設計の試行を再度行うことを可能にする。
【００７３】
実施形態では、所望のバーコードの設計に成功した場合、指示は、関連指示を伴って又は伴わずに、デジタル・データとしてバーコード配列を送信又は出力することができ、関連指示には、限定はしないが、テキスト・ファイル、カンマ区切り形式（ＣＳＶ）ファイル、データベース、及び要求を表示する指示であって、指示をネットワーク・デバイスへ送信し、これにより機械に所望の配列（複数可）の物理的合成を直接又は間接的に指示する要求を表示する指示、の１つ又は複数を含む。
【００７４】
図８は、実施形態による合成ＤＮＡバーコード設計方法のグラフィカル・ユーザ・インターフェース１７３を示す。端末は、事前に決定したか、事前に保存したか、又は事前に選択したＤＮＡの部分配列が、ユーザによって選択され、接続され、線形ＤＮＡ鎖を形成することができるという標識を表示し、さらに無作為化ＤＮＡ配列ライブラリを生成するという任意の選択肢もある。ユーザは、遠隔場所から送信するか若しくは端末において他の方法で表示される貯蔵部１７４及び／若しくは保存部１７５、又はユーザが作成し、入力したカスタム部１７６を選択（１８５及び１８６）することができる。こうしたＤＮＡカスタム部は、限定はしないが、バーコード１８７、制限酵素部位１７７、プロモーター領域１７８、ポリ−Ａ末端部１８１及び遺伝子の１つ又は複数を含む。足場領域１７９は、静的なＤＮＡ配列部分であり、無作為化領域１８０は、無作為配列生成器アルゴリズムに従って計算され、無作為配列生成器アルゴリズムは、ユーザによって設定したパラメータ範囲内で無作為化される。
【００７５】
実施形態では、端末は、ユーザが、バーコードの側面に位置する領域を表すデータを設計、入力することができるという標識を表示し、これらの領域は、限定はしないが、制限酵素部位、光切断部位及び化学的切断部位の１つ又は複数を含む。
【００７６】
実施形態では、端末は、ユーザに、バーコード化領域の特異的増幅のためのユニバーサルプライマーの標的として使用できる足場（結合部位）領域の設計を求める標識を表示する。
【００７７】
実施形態では、端末は、ユーザが、事前に設計したバーコード・セットを選択し、ライブラリに割り当てるか、又はバーコード・パラメータを入力し、バーコード（複数可）及び無作為化ライブラリ（複数可）を一緒に設計するために使用することができるという標識を表示する。合成ＤＮＡ鎖は、バーコード・セット内でサブセットとして設計される。各サブセット内で設計すべき鎖の数は、ユーザ、及びユーザが特定のサブセットに関連付けたバーコードの数を変更し得るという標識を表示する端末によって修正することができる。ユーザは、鎖サブセットに関連付けたバーコードの正確な数を入力することによって、又は各鎖サブセットに関連付けたバーコードの数を調節するためにバーコード・ライブラリのアイコンをグラフィックで操作することによって、この修正を実施できる。上記のブラックリスト特徴（図７）と同様に、合成ＤＮＡ設計者のためのブラックリストをユーザによって入力することもでき、不要なＤＮＡ配列を設計又は送信する指示を防止する。
【００７８】
図９は、実施形態による合成ＤＮＡバーコード設計方法のグラフィカル・ユーザ・インターフェースを示す。実施形態では、端末は、ＧＵＩ１９０、及び無作為化領域がＤＮＡ配列の無作為化領域であり得ることを示す表示１９１を表示し、無作為化領域は、限定はしないが、アミノ酸コードＤＮＡ及び非コードＲＮＡを含む。
【００７９】
実施形態では、端末は、ユーザが最小グアニン−シトシン（ＧＣ）含有量及び最大グアニン−シトシン（ＧＣ）含有量のパラメータを設定し得るという標識を表示する。
【００８０】
実施形態では、端末は、ユーザが、確率を有するファイルを選択することによって、又はソフトウェア内の確率を設定することによって、無作為化領域のアミノ酸又はＤＮＡ塩基の確率を設定し得るという標識を表示する。このことは以下で更に詳細に説明する。
【００８１】
図９を更に参照すると、ユーザが所望の合成ＤＮＡライブラリを設計した後、ユーザによって設定したパラメータ範囲内でライブラリを設計しようとして、端末におけるユーザ入力に基づく指示が実行される。所望のライブラリを設計することができない場合、端末はユーザに通知し、ユーザがパラメータを調節し、設計の試行を再度行うことを可能にする。
【００８２】
実施形態では、所望のライブラリの設計に成功した場合、指示は、関連指示を伴って又は伴わずに、デジタル・データとしてライブラリを送信又は出力することができ、指示には、限定はしないが、テキスト・ファイル、カンマ区切り形式（ＣＳＶ）ファイル、データベース固有のファイル、及び指示をネットワーク・デバイスへ送信し、これにより機械に所望の配列（複数可）の物理的合成を直接又は間接的に指示する要求を表示する指示、の１つ又は複数を含む。
【００８３】
図１０は、実施形態による合成ＤＮＡバーコード設計方法の確率を設定する例示的データ構造（例えばデータ表）を示す。実施形態では、確率を設定する例示的データ構造３０１を使用し、所与のアミノ酸（ＡＡ）が所与の位置に出現する確率（％）を設定する。第１の列３０３は、無作為化領域においてＡＡの（３’から５’リードに沿った）位置であり、列３０５は、２０個の天然に存在するＡＡを表す。１つの行における確率は、総計１００を超えるべきではない。マトリックス内のＡＡ確率を１００に設定する場合、ＡＡは、無作為化領域のその位置で一定に留まる。例えば、図示の確率データ構造を使用する全ての無作為化領域は、位置３においてＳを有する。同様に、ＡＡ確率を０に設定した場合、ＡＡはこの位置で使用されることはない。列内の合計確率は、合計１００になるはずである。しかし、全ての位置における全てのＡＡの確率を設定する必要はない。実施形態では、この列における全てのＡＡ確率セットは、合計されて１００から減算することができ、残りは、設定されなかった列内の全てのＡＡの確率として分散される。例えば、図１０に示すように、無作為化領域における位置２のＡＡについて、Ｌが３３．３％の確率を有し、他のＡＡ確率を設定しない場合、全ての他の１９個のＡＡは、確率（１００−３３．３）／１９＝３．５％を有する。
【００８４】
図１１は、実施形態によるバーコード配列設計アルゴリズムの非限定的な例示的流れ図である。ステップ１（Ｓ１）において、ユーザ・パラメータ（複数可）を表すデータ及びユーザ・データを取り込む。Ｓ２において、要求した全数のバーコードの設計に成功した場合、バーコード配列を保存し、工程を終了する。終了しなかった場合、最大設計試行数に達したかどうかを決定するための指示を実行する（Ｓ３）。達している場合、ユーザに結果を報告し、サブ工程を終了する。達していない場合、工程は、Ｓ４に続き、（ユーザ入力データによって示される）ユーザが設定した長さの配列の無作為設計を生成する。Ｓ５において、工程は、配列がブラックリスト配列を含むかどうかを決定する。含む場合、工程はＳ２に戻る。含まない場合、工程は、配列ＧＣ含有量がパラメータ範囲内にあるかどうかを決定する（Ｓ６）。パラメータ範囲内にない場合、工程はＳ２に戻る。パラメータ範囲内にある場合、工程はＳ７に進み、システムは、配列が、他のバーコード配列との最小塩基差に関する要件を満たすかどうかを決定する。満たしていない場合、工程はＳ２に戻る。満たしている場合、工程はステップ８に進み、設計したバーコード配列を保存する。
【００８５】
図１２は、実施形態による無作為化領域設計アルゴリズムの流れ図である。Ｓ９において、ユーザ・パラメータ及びデータを取り込む。Ｓ１０において、要求した全数のバーコードの設計に成功した場合、バーコード配列を保存し、システムを終了させる。成功しなかった場合、工程は、最大設計試行数に達したかどうかを決定する（Ｓ１１）。達している場合、ユーザに結果を報告し、システムを終了させる。達していない場合、工程はＳ１２に続き、擬似無作為ＤＮＡ配列を設計する。Ｓ１３において、工程は、配列がブラックリスト配列を含むかどうかを決定する。含む場合、工程はＳ１０に戻る。含まない場合、工程は、配列ＧＣ含有量がパラメータ範囲内にあるかどうかを決定する（Ｓ１４）。パラメータ範囲内にない場合、工程はＳ１０に戻る。パラメータ範囲内にある場合、工程はＳ１５に続き、擬似無作為ＤＮＡ配列を保存する。
【００８６】
図１３は、実施形態による合成ＤＮＡバーコード設計システムのアルゴリズムの流れ図である。Ｓ１６において、ユーザ・パラメータ及びデータを取り込む。Ｓ１７において、バーコード及び設定した設計を試行する。Ｓ１８において、システムは、要求した全てのバーコードの設計に成功したかどうかを決定する。成功しなかった場合、バーコード配列を保存し、システムを終了させる。終了しなかった場合、ユーザに結果を報告し、システムを終了させる。成功した場合、工程はＳ１９に進み、合成鎖セット設計を試行する。Ｓ２０において、システムは、要求した全ての合成鎖の設計に成功したかどうかを決定する。成功しなかった場合、バーコード配列を保存し、システムを終了させる。成功した場合、工程はＳ２１に続き、配列を保存し、プログラムを終了させる。
【００８７】
実施形態では、グラフィカル・ユーザ・インターフェースを上記に示したが、コマンド・ライン・インターフェース又はスクリプトの実行を実施形態で使用することができる。これらの同じ方針に沿って、実施形態では、端末は、更に又は代替的に、全部若しくは部分的に、又は音声、映像若しくは他のユーザが理解可能な報知方法を介して、本ここで表示される表示又は情報のいずれかを伝達することができる。
【００８８】
実施形態では、合成バーコードは、例えば、以下の例：作物及び／又は家畜（生物供給地理、原産地、生育条件、知的財産範囲情報、栽培若しくは収穫施設（複数可）、年齢、生育日及び／又は収穫目標を指定するため）；食料品；いかなる実体が遺伝子を作製したかを指定する遺伝子、の１つ又は複数をコードする合成ＤＮＡ内で使用しても、しなくてもよい。
【００８９】
システム及びデジタル通信ネットワーク・ハードウェア
本開示の別の態様は、コンピュータ・システムである。図１４を参照すると、実施形態によれば、本明細書で説明する技法は、１つ又は複数の専用計算デバイスによって実施される。専用計算デバイスは、技法を実施するためハードワイヤードであってもよく、又は技法を実施するため永続的にプログラムした１つ若しくは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）若しくはフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）等のデジタル電子デバイスを含んでもよく、又はファームウェア、記憶装置、他の記憶域若しくは組み合わせ内のプログラム指示に従って技法の実施をプログラムした１つ若しくは複数の汎用ハードウェア・プロセッサを含んでもよい。そのような専用計算デバイスはまた、カスタム・ハードワイヤード論理、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡと、カスタム・プログラミングとを組み合わせ、技法を達成することもできる。専用計算デバイスは、デスクトップ・コンピュータ・システム、可搬コンピュータ・システム、手持ち式デバイス、ネットワーキング・デバイス、又は技法を実施するハードワイヤード及び／若しくはプログラム論理を組み込むあらゆる他のデバイスとすることができる。
【００９０】
例えば、図１４は、実施形態を実施することができるコンピュータ・システム５００を示すブロック図である。コンピュータ・システム５００は、バス５０２又は情報を通信する他の通信機構、及び情報を処理する、バス５０２と結合されたハードウェア・プロセッサ５０４を含む。ハードウェア・プロセッサ５０４は、例えば、汎用マイクロプロセッサとすることができる。
【００９１】
コンピュータ・システム５００は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）又は他の動的記憶デバイス等の主記憶装置５０６も含み、主記憶装置５０６は、バス５０２に結合され、情報及びプロセッサ５０４によって実行すべき指示を保存する。主記憶装置５０６は、プロセッサ５０４によって実行すべき指示の実行中、一時的変数又は他の中間情報を保存するために使用することもできる。そのような指示は、プロセッサ５０４にアクセス可能な非一時的記憶媒体に保存すると、コンピュータ・システム５００を、指示内で指定された動作を実施するようにカスタマイズした専用機械に変える。
【００９２】
コンピュータ・システム５００は、バス５０２に結合された読取り専用記憶装置（ＲＯＭ）５０８又は他の静的記憶デバイスを更に含み、プロセッサ５０４の静的情報及び指示を保存する。磁気ディスク又は光ディスク等の記憶デバイス５１０を設け、バス５０２に結合し、情報及び指示を保存する。
【００９３】
コンピュータ・システム５００は、バス５０２を介して、情報をコンピュータのユーザに表示するための陰極線管（ＣＲＴ）等の表示装置５１２に結合する。英数字及び他のキーを含む入力デバイス５１４は、バス５０２に結合し、情報及び命令選択をプロセッサ５０４に伝達する。別の種類のユーザ入力デバイスは、マウス、トラックボール又はカーソル方向キー等のカーソル制御装置５１６であり、方向情報及び命令選択をプロセッサ５０４に伝達し、表示装置５１２上でカーソル移動を制御する。この入力デバイスは、典型的には、２つの軸、即ち第１の軸（例えばｘ）及び第２の軸（例えばｙ）で２つの自由度を有し、デバイスが平面での位置を指定することを可能にする。
【００９４】
コンピュータ・システム５００は、カスタマイズしたハードワイヤード論理、１つ若しくは複数のＡＳＩＣ若しくはＦＰＧＡ、ファームウェア及び／又はプログラム論理を使用して、本明細書で説明する技法を実施することができ、これらはコンピュータ・システムと組み合わさって、コンピュータ・システム５００を専用機械にするか又は専用機械になるようプログラムする。少なくとも一実施形態によれば、本明細書の技法は、主記憶装置５０６内に収容した１つ又は複数の指示の１つ又は複数のシーケンスを実行するプロセッサ５０４に応答するコンピュータ・システム５００によって実施される。そのような指示は、記憶デバイス５１０等の別の記憶媒体から主記憶装置５０６内で読み取ることができる。主記憶装置５０６内に収容した指示シーケンスを実行すると、プロセッサ５０４が本明細書に記載の工程動作を実施する。代替実施形態では、ソフトウェア指示の代わりに又はソフトウェア指示と組み合わせてハードワイヤード回路を使用することができる。
【００９５】
本明細書で使用する用語「記憶媒体」及び「記憶デバイス」は、機械を特定の様式で動作させるデータ及び／又は指示を保存するあらゆる非一時的媒体を指す。そのような記憶媒体は、不揮発性媒体及び／又は揮発性媒体を含むことができる。不揮発性媒体は、例えば、記憶デバイス５１０等の光ディスク又は磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、主記憶装置５０６等の動的記憶装置を含む。一般的な形態の記憶媒体は、例えば、フロッピー・ディスク、フレキシブル・ディスク、ハード・ディスク、ソリッドステート・ドライブ、磁気テープ、又はあらゆる他の磁気データ記憶媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、あらゆる他の光学データ記憶媒体、あらゆる穴パターンを有する物理媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ及びＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ−ＥＰＲＯＭ、ＮＶＲＡＭ、あらゆる他のメモリ・チップ又はカートリッジを含む。
【００９６】
記憶媒体及び記憶デバイスは、伝送媒体とは別個であるが、伝送媒体と共に使用することができる。伝送媒体は、記憶媒体／デバイスの間で情報を転送するのに関与する。例えば、伝送媒体は、バス５０２を備える線を含む同軸ケーブル、銅線及び光ファイバを含む。伝送媒体は、電波及び赤外線データ通信の間に生成されるもの等、音波又は光波の形態を取ることもできる。
【００９７】
様々な形態の媒体が、１つ又は複数の指令の１つ又は複数のシーケンスを、実行のためプロセッサ５０４に搬送することに関与できる。例えば、指示は、最初に、遠隔コンピュータの磁気ディスク又はソリッドステート・ドライブ上で搬送することができる。遠隔コンピュータは、指示をその動的記憶装置にロードし、モデムを使用して電話回線上で指示を送信することができる。コンピュータ・システム５００に対しローカルであるモデムは、電話回線上でデータを受信し、赤外線送信器を使用し、データを赤外線信号に変換することができる。赤外線検出器は、赤外線信号内で搬送されたデータを受信することができ、適切な回路構成は、データをバス５０２上に置くことができる。バス５０２は、データを主記憶装置５０６に搬送し、主記憶装置５０６から、プロセッサ５０４は指示を取り出し、実行する。主記憶装置５０６が受信した指示は、任意選択で、プロセッサ５０４によって実行する前又はその後、記憶デバイス５１０上に保存することができる。
【００９８】
コンピュータ・システム５００は、バス５０２に結合された通信インターフェース５１８も含む。通信インターフェース５１８は、ネットワーク・リンク５２０に結合する双方向データ通信を実現し、ネットワーク・リンク５２０は、ローカル・ネットワーク５２２に接続される。例えば、通信インターフェース５１８は、サービス総合デジタル網（ＩＳＤＮ）カード、ケーブル・モデム、衛星モデム、又は対応する種類の電話回線にデータ通信説億をもたらすモデムとすることができる。別の例として、通信インターフェース５１８は、互換性のあるＬＡＮにデータ通信接続をもたらすローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）カードとすることができる。ワイヤレス・リンクを実装することもできる。少なくとも１つのそのような実装形態では、通信インターフェース５１８は、様々な種類の情報を表すデジタル・データ・ストリームを搬送する電気信号、電磁信号及び光信号の１つ又は複数（本明細書で「１つ又は複数」を使用する全ての場合と同様、これらの１つ又は複数のあらゆる組み合わせを暗示的に含む）を送受信する。
【００９９】
ネットワーク・リンク５２０は、典型的には、１つ又は複数のネットワークを通じて他のデータ・サービスにデータ通信をもたらす。例えば、ネットワーク・リンク５２０は、ローカル・ネットワーク５２２を通じて、ホスト・コンピュータ５２４、又はインターネット・サービス・プロバイダ（ＩＳＰ）５２６によって動作するデータ機器に接続をもたらすことができる。するとＩＳＰ５２６は、現在は一般に「インターネット」５２８と呼ばれる世界規模のパケット・データ通信ネットワークを通して、データ通信サービスをもたらす。ローカル・ネットワーク５２２及びインターネット５２８の両方は、デジタル・データ・ストリームを搬送する電気信号、電磁信号又は光信号を使用する。デジタル・データをコンピュータ・システム５００に搬送し、またコンピュータ・システム５００からデジタル・データを搬送する、様々なネットワークを通る信号及びネットワーク・リンク５２０上の信号、並びに通信インターフェース５１８を通る信号は、伝送媒体の例示的形態である。
【０１００】
コンピュータ・システム５００は、ネットワーク（複数可）、ネットワーク・リンク５２０及び通信インターフェース５１８を通じてメッセージを送信し、プログラム・コードを含むデータを受信することができる。インターネットの例の少なくとも１つの実施形態では、サーバ５３０は、アプリケーション・プログラムのために要求されたコードを、インターネット５２８、ＩＳＰ５２６、ローカル・ネットワーク５２２及び通信インターフェース５１８を通じて送信することができる。
【０１０１】
実施形態では、受信コードは、受信コードを受信した際にプロセッサ５０４によって実行されるもの、及び／又は後で実行するため、記憶デバイス５１０若しくは他の不揮発性記憶域内に保存されるものの１つ又は複数とすることができる。
【０１０２】
次に、図１５を参照すると、少なくとも１つの実施形態では、本開示に従って使用されるデバイスは、移動表示装置又はタッチ・スクリーン入力スマートフォン若しくはタブレット５３５であるか又はこれらを備え、デバイスにより、直接的なユーザ−デバイス入力メッセージ文及び又は画像（複数可）、又は遠隔受信したメッセージ文及び／若しくは画像（複数可）５４０表示が示される。
【０１０３】
コンピュータ可読媒体
本開示の別の態様は、プログラムを有する１つ又は複数のコンピュータ可読媒体（又はコンピュータ記憶装置）であり、プログラムは、１つ又は複数のプロセッサにより実行すると、本明細書に記載のシステム１つ又は複数のプログラム部分により、１つ又は複数のプロセッサが、上記した様々な実施形態若しくは下位実施形態の任意の１つ若しくは複数を様々に含むか若しくは添付の特許請求の範囲によって他の方法で含まれる方法のいずれか１つを実施することを許可する、可能にするか、又はデバイスに上記を実施させる。
【０１０４】
実施形態では、１つ又は複数のコンピュータ可読媒体は、限定はしないが、ＨＤＤ及びＳＳＤディスク・ドライブ、サム・ドライブ及び他のフラッシュ・ドライブ、ＤＶＤ、ＣＤ、様々な静的及び動的記憶デバイス並びに他の多くの記憶媒体等の、非一時的媒体である。
【０１０５】
実施形態では、１つ又は複数のコンピュータ可読媒体は、１つ若しくは複数の一時的電子信号を含むか又は１つ若しくは複数の一時的電子信号である。
【０１０６】
以下の番号の付いた項目は、本開示の様々な実施形態を示す：
１．デジタル通信ネットワークの端末において、（ａ）デジタル形式で保存したＤＮＡライブラリ・データベースに通信可能に接続された１つ若しくは複数のコンピュータに利用可能であるか又は１つ若しくは複数のコンピュータによって処理されるデータを選択的に低減すること、（ｂ）ＤＮＡ配列データの安全性を向上させること、（ｃ）１つ若しくは複数のＤＮＡ配列決定装置（複数可）に通信可能に接続された１つ若しくは複数のコンピュータの動作効率を高めること、（ｄ）非デジタル計算実験室リソースに対する要求を低減すること、並びに（ｅ）配列決定及び関連するＤＮＡ分析の間にもたらされるエラーを低減することのうちの１つ又は複数（任意選択で、そのための手段）を含む、前の又は以下の項目のいずれか１項又は複数に記載の方法、端末、システム又は一時的若しくは非一時的コンピュータ可読媒体であって、
１つ若しくは複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示するデータの収集を要請するか又はデータへアクセスするため、標識を表示するか、データを報知するか又は指示を送信すること（任意選択で、そのための手段）
を含む方法、端末、システム又は一時的若しくは非一時的コンピュータ可読媒体；
２．１つ又は複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示するデータを収集するか若しくはデータにアクセスすることの１つ又は複数（任意選択で、そのための手段）を含む、前の又は以下の項目のいずれか１項又は複数に記載の方法、端末、システム又は一時的若しくは非一時的コンピュータ可読媒体；
３．端末及び少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）の１つ又は複数に、１つ又は複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示するデータを伝達するのに必要なデータを送信することの１つ又は複数（任意選択で、そのための手段）を含む、前の又は以下の項目のいずれか１項又は複数に記載の方法、端末、システム又は一時的若しくは非一時的コンピュータ可読媒体；
４．端末と、データが保存される、又はアクセスが可能である、（ａ）端末の記憶域若しくは（ｂ）少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）のいずれかとの間に直接若しくは間接的な通信アクセス及び結合を確立し、
１つ又は複数のＤＮＡ設計パラメータに基づき（遠隔若しくは前記端末で）計算した、ＤＮＡライブラリの全合成ＤＮＡ配列を表すデータ；及び
計算した合成ＤＮＡ配列に基づき計算される全合成ＤＮＡバーコード配列を表すデータ；
を受信することの１つ又は複数（任意選択で、そのための手段）を含む、前の又は以下の項目のいずれか１項又は複数に記載の方法、端末、システム又は一時的若しくは非一時的コンピュータ可読媒体；
５．端末、若しくは少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）、又は１つ若しくは複数の高スループット配列決定装置（複数可）から指示を送信し、１つ若しくは複数の高スループットＤＮＡ配列決定装置（複数可）に、
合成ＤＮＡバーコードのみ；
合成ＤＮＡバーコード；
全合成ＤＮＡ配列の０．１％、１％、２％、３％、４％、５％、６％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、４０％、４５％、５０％及び６０％未満の１つ若しくは複数；並びに
合成ＤＮＡバーコードの一部である、合成ＤＮＡ配列ではない部分
の１つ又は複数を配列決定させることの１つ又は複数（任意選択で、そのための手段）を含む、前の又は以下の項目のいずれか１項又は複数に記載の方法、端末、システム又は一時的若しくは非一時的コンピュータ可読媒体。
６．ＤＮＡバーコード配列は、一義的に関連付けられ、ＤＮＡライブラリ内のＤＮＡ配列の全てに対して、計算した合成ＤＮＡ配列を一義的に表す、前の又は以下の項目のいずれか１項又は複数に記載の方法、端末、システム又は一時的若しくは非一時的コンピュータ可読媒体。
７．少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）に行わせる指示は、全合成ＤＮＡバーコード配列を表すデータに基づき計算され、全合成ＤＮＡバーコード配列を表すデータは、合成ＤＮＡ配列に基づき計算される、前の又は以下の項目のいずれか１項又は複数に記載の方法、端末、システム又は一時的若しくは非一時的コンピュータ可読媒体。
８．合成ＤＮＡバーコードは、合成ＤＮＡ配列の転写開始領域の前、任意選択で、
リボソーム結合部位領域；
リボソームプロモーター領域；
ＲＮＡポリメラーゼ結合部位；
開始コドン；
転写因子結合部位；及び
エンハンサー領域
の１つ又は複数に位置する、前の又は以下の項目のいずれか１項又は複数に記載の方法、端末、システム又は一時的若しくは非一時的コンピュータ可読媒体。
９．合成ＤＮＡバーコードは、前記合成ＤＮＡ配列の内部イントロンである、前の又は以下の項目のいずれか１項又は複数に記載の方法、端末、システム又は一時的若しくは非一時的コンピュータ可読媒体。
１０．合成ＤＮＡバーコードは、
制限酵素消化部位；
光切断部位；及び
化学的切断部位
の１つ又は複数に隣接して位置する、前の又は以下の項目のいずれか１項又は複数に記載の方法、端末、システム又は一時的若しくは非一時的コンピュータ可読媒体。
１１．合成ＤＮＡバーコードは、ポリメラーゼ連鎖反応増幅のための少なくとも１つのプライマー領域を含む、前の又は以下の項目のいずれか１項又は複数に記載の方法、端末、システム又は一時的若しくは非一時的コンピュータ可読媒体。
１２．合成ＤＮＡバーコードは、合成ＤＮＡ配列のサブセットである、前の又は以下の項目のいずれか１項又は複数に記載の方法、端末、システム又は一時的若しくは非一時的コンピュータ可読媒体。
１３．１つ又は複数の合成ＤＮＡ設計パラメータは、
少なくとも１つのバーコード・セット名；
１つ若しくは複数のバーコード（複数可）の少なくとも１つの塩基対長さ；
バーコード（複数可）の少なくとも１つの総数；
バーコード間の塩基差の少なくとも１つの最小数；
合成ＤＮＡ配列内のグアニン（Ｇ）−シトシン（Ｃ）複合含有量の少なくとも１つの最小数；
合成ＤＮＡ配列内のグアニン（Ｇ）−シトシン（Ｃ）複合含有量の少なくとも１つの最大数；
バーコードを計算するため、無作為な少なくとも１つの試行数；
少なくとも１つのブラックリスト化ＤＮＡバーコード配列；
ブラックリスト化ＤＮＡバーコード配列の少なくとも１つの保存リスト；
少なくとも１つの制限酵素配列；
少なくとも１つのプロモーター配列；
少なくとも１つの足場配列；
少なくとも１つの無作為化配列領域；
少なくとも１つのポリ−Ａ末端部；
少なくとも１つの停止コドン；及び
少なくとも１つのグラフィック表示した合成ＤＮＡ配列サブセット順位
の１つ又は複数を含む、前の又は以下の項目のいずれか１項又は複数に記載の方法、端末、システム又は一時的若しくは非一時的コンピュータ可読媒体。
１４．合成ＤＮＡ設計パラメータは、無作為化配列領域を計算する際、アミノ酸が所与の配列位置で選択される、割合による少なくとも１つの確率を含む、前の又は以下の項目のいずれか１項又は複数に記載の方法、端末、システム又は一時的若しくは非一時的コンピュータ可読媒体。
１５．１つ又は複数のデジタル入力した合成ＤＮＡ設計パラメータに基づくアミノ酸領域（複数可）のばらつきの少なくとも１つの計算に基づき、データを計算又は受信すること
（任意選択で、そのための手段）を含む、前の又は以下の項目のいずれか１項又は複数に記載の方法、端末、システム又は一時的若しくは非一時的コンピュータ可読媒体。
１６．十分な数の１つ又は複数のアミノ酸をコードする無作為合成ＤＮＡ配列、並びに少なくとも１つのペプチド及び少なくとも１つのタンパク質の１つ又は複数をコードするＤＮＡ配列上の位置の少なくとも１つの計算に基づき、データを計算又は受信すること
（任意選択で、そのための手段）を含む、前の又は以下の項目のいずれか１項又は複数に記載の方法、端末、システム又は一時的若しくは非一時的コンピュータ可読媒体。
【０１０７】
実施形態は、本明細書で説明するもの以外のソフトウェア、ハードウェア及び／又はオペレーティング・システム実装形態と共に作動させることができる。本明細書で説明する機能の実施に適したあらゆるソフトウェア、ハードウェア及びオペレーティング・システム実装形態を使用することができる。実施形態は、クライアント及びサーバの両方又はこれら両方の組み合わせに適用可能である。
【０１０８】
本明細書で開示する例示的実施形態は、１つ又は複数の目的又は発明的解決策を満たすことは明らかである一方で、当業者により多くの修正及び他の実施形態を考案し得ることは理解されよう。更に、任意の実施形態からの１つ又は複数の特徴（複数可）、下位特徴（複数可）、微小特徴（複数可）、要素（複数可）、下位要素（複数可）及び／又は微小要素（複数可）は、単独で、又は任意の同じ若しくは他の実施形態からの任意の特徴（複数可）、下位特徴（複数可）、微小特徴（複数可）、要素（複数可）、下位要素（複数可）及び／若しくは微小要素（複数可）の１つ又は複数と組み合わせて使用することができる。したがって、添付の特許請求の範囲は、本開示の趣旨及び範囲内の全てのそのような修正形態及び実施形態を含むことを意図することを理解されよう。
【０１０９】
１７．バーコードは、同じ配列内及び同じ単一ヌクレオチドコード領域によって（任意選択で合成単鎖ＤＮＡの同じ単一領域内で）、同じヌクレオチド内で（１）タンパク質に翻訳することができるＲＮＡコードＤＮＡ、及び（２）ｍＲＮＡコードＤＮＡ、として機能するＤＮＡの両方を識別し、ｍＲＮＡは、（ａ）二本鎖（複数可）；（ｂ）単鎖領域（複数可）；（ｃ）バルジ（複数可）；（ｄ）内部ループ（複数可）若しくはそれらの任意の組み合わせの１つ又は複数の第２の構造、並びに任意選択で１つ若しくは複数のヘアピン構造（複数可）と組み合わせた（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）の１つ又は複数を有する、
前の又は以下の項目のいずれか１項又は複数に記載の方法、端末、システム又は一時的若しくは非一時的コンピュータ可読媒体。
１８．ＤＮＡライブラリは、
ヘアピン・ループの生成に十分な自己相補的領域を有さない核酸；
二本鎖の生成に十分な内部相同性を有さない核酸；
非ヘアピンＲＮＡ；
全器官；
全生物系；
全有機体；
全組織型；及び
全タンパク質
の１つ又は複数からなる群をコードするＤＮＡを含む、前の又は以下の項目のいずれか１項又は複数に記載の方法、端末、システム又は一時的若しくは非一時的コンピュータ可読媒体。
１９．ＤＮＡライブラリは、
ヘアピン・ループの生成に十分な自己相補的領域を有さない核酸；
二本鎖の生成に十分な内部相同性を有さない核酸；
非ヘアピンＲＮＡ；
全器官；
全生物系；
全有機体；
全組織型；及び
全タンパク質
の１つ又は複数からなる群をコードするＤＮＡを含む、前の又は以下の項目のいずれか１項又は複数に記載の方法、端末、システム又は一時的若しくは非一時的コンピュータ可読媒体。
２０．合成ＤＮＡ配列は、
純粋な合成ＤＮＡポリヌクレオチド；
純粋な合成ＤＮＡオリゴヌクレオチド；
純粋な合成ＤＮＡポリヌクレオチド収集体；
純粋な合成ＤＮＡオリゴヌクレオチド収集体；
合成ＤＮＡポリヌクレオチド；
合成ＤＮＡオリゴヌクレオチド；
合成ＤＮＡポリヌクレオチド収集体；
合成ＤＮＡオリゴヌクレオチド収集体；及び
それらの任意の組み合わせ
の１つ又は複数からなる、前の又は以下の項目のいずれか１項又は複数に記載の方法、端末、システム又は一時的若しくは非一時的コンピュータ可読媒体。
２１．合成ＤＮＡ配列は、本質的に、
純粋な合成ＤＮＡポリヌクレオチド；
純粋な合成ＤＮＡオリゴヌクレオチド；
純粋な合成ＤＮＡポリヌクレオチド収集体；
純粋な合成ＤＮＡオリゴヌクレオチド収集体；
合成ＤＮＡポリヌクレオチド；
合成ＤＮＡオリゴヌクレオチド；
合成ＤＮＡポリヌクレオチド収集体；
合成ＤＮＡオリゴヌクレオチド収集体；及び
それらの任意の組み合わせ
の１つ又は複数からなる、前の又は以下の項目のいずれか１項又は複数に記載の方法、端末、システム又は一時的若しくは非一時的コンピュータ可読媒体。
２１．合成ＤＮＡ配列は、
純粋な合成ＤＮＡポリヌクレオチド；
純粋な合成ＤＮＡオリゴヌクレオチド；
純粋な合成ＤＮＡポリヌクレオチド収集体；
純粋な合成ＤＮＡオリゴヌクレオチド収集体；
合成ＤＮＡポリヌクレオチド；
合成ＤＮＡオリゴヌクレオチド；
合成ＤＮＡポリヌクレオチド収集体；
合成ＤＮＡオリゴヌクレオチド収集体；及び
それらの任意の組み合わせ
の１つ又は複数を含む、前の又は以下の項目のいずれか１項又は複数に記載の方法、端末、システム又は一時的若しくは非一時的コンピュータ可読媒体。
【図１】
2019527443.tif 000003
【図２ａ】
2019527443.tif 000004
【図２ｂ】
2019527443.tif 000005
【図３】
2019527443.tif 000006
【図４】
2019527443.tif 000007
【図５】
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【図６】
2019527443.tif 000009
【図７】
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【図８】
2019527443.tif 000011
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2019527443.tif 000015
【図１３】
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【図１４】
2019527443.tif 000017
【図１５】
2019527443.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月23日(2018.4.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル通信ネットワーク内の端末において、
（ａ）デジタル形式で保存したＤＮＡライブラリ・データベースに通信可能に接続された１つ若しくは複数のコンピュータに利用可能であるか又は１つ若しくは複数のコンピュータによって処理されるデータを選択的に低減すること、
（ｂ）ＤＮＡ配列データの安全性を向上させること、
（ｃ）１つ若しくは複数のＤＮＡ配列決定装置（複数可）に通信可能に接続された１つ若しくは複数のコンピュータの動作効率を高めること、
（ｄ）非デジタル計算実験室リソースに対する要求を低減すること、並びに
（ｅ）配列決定及び関連するＤＮＡ分析の間にもたらされるエラーを低減すること
のうちの１つ又は複数を実行する方法であって、前記方法は、
１つ若しくは複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示するデータの収集を要請するか又は前記データへアクセスするため、標識を表示するか、データを報知するか又は指示を送信すること；
前記１つ又は複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示するデータを収集するか又は前記データにアクセスすること；
前記端末の記憶域及び
少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）；
の１つ又は複数に、前記１つ又は複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示する前記データを伝達するのに必要なデータを送信すること；
前記端末と、データが保存される、又はアクセスが可能である、
（ａ）前記端末の前記記憶域及び
（ｂ）前記少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）；
の１つ又は複数との間に直接又は間接的な通信アクセス及び結合を確立し、
前記１つ又は複数のＤＮＡ設計パラメータに基づき（遠隔若しくは前記端末で）計算した、ＤＮＡライブラリの全合成ＤＮＡ配列を表すデータ；及び
前記計算した合成ＤＮＡ配列に基づき計算される全合成ＤＮＡバーコード配列を表すデータ；
を受信すること
を含み、
前記ＤＮＡバーコード配列は、一義的に関連付けられ、前記ＤＮＡライブラリ内のＤＮＡ配列の全てに対して、前記計算した合成ＤＮＡ配列を一義的に表し、
前記ＤＮＡライブラリは、
非ヘアピンＲＮＡ
の１つ又は複数からなる群をコードするＤＮＡを含む、方法。
【請求項２】
前記端末、前記少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）、又は１つ若しくは複数の高スループット配列決定装置（複数可）から指示を送信し、前記１つ若しくは複数の高スループットＤＮＡ配列決定装置（複数可）に、
前記合成ＤＮＡバーコードのみ；
前記合成ＤＮＡバーコード；
前記全合成ＤＮＡ配列の０．１％、１％、２％、３％、４％、５％、６％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、４０％、４５％、５０％及び６０％未満の１つ若しくは複数；並びに
前記合成ＤＮＡバーコードの一部である、前記合成ＤＮＡ配列ではない部分
の１つ又は複数を配列決定させること
を更に含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）に行わせる前記指示は、全合成ＤＮＡバーコード配列を表すデータに基づき計算され、前記全合成ＤＮＡバーコード配列を表すデータは、前記合成ＤＮＡ配列に基づき計算される、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記合成ＤＮＡバーコードは、前記合成ＤＮＡ配列の転写開始領域の前、任意選択で、
リボソーム結合部位領域；
リボソームプロモーター領域；
ＲＮＡポリメラーゼ結合部位；
開始コドン；
転写因子結合部位；及び
エンハンサー領域
の１つ又は複数に位置する、請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記合成ＤＮＡバーコードは、前記合成ＤＮＡ配列の内部イントロンである、請求項２上記請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記合成ＤＮＡバーコードは、
制限酵素消化部位；
光切断部位；及び
化学的切断部位
の１つ又は複数に隣接して位置する、請求項２記載の方法。
【請求項７】
前記合成ＤＮＡバーコードは、ポリメラーゼ連鎖反応増幅のための少なくとも１つのプライマー領域を含む、請求項２記載の方法。
【請求項８】
前記合成ＤＮＡバーコードは、前記合成ＤＮＡ配列のサブセットである、請求項２記載の方法。
【請求項９】
前記１つ又は複数の合成ＤＮＡの設計パラメータは、
少なくとも１つのバーコード・セット名；
１つ若しくは複数のバーコード（複数可）の少なくとも１つの塩基対長さ；
バーコード（複数可）の少なくとも１つの総数；
バーコード間の塩基差の少なくとも１つの最小数；
前記合成ＤＮＡ配列内のグアニン（Ｇ）−シトシン（Ｃ）複合含有量の少なくとも１つの最小数；
前記合成ＤＮＡ配列内のグアニン（Ｇ）−シトシン（Ｃ）複合含有量の少なくとも１つの最大数；
バーコードを計算するため、無作為な又はアルゴリズムにより決定した少なくとも１つの試行数；
少なくとも１つのブラックリスト化ＤＮＡバーコード配列；
ブラックリスト化ＤＮＡバーコード配列の少なくとも１つの保存リスト；
少なくとも１つの制限酵素配列；
少なくとも１つのプロモーター配列；
少なくとも１つの足場配列；
少なくとも１つの無作為化配列領域；
少なくとも１つのポリ−Ａ末端部；
少なくとも１つの停止コドン；及び
少なくとも１つのグラフィック表示した合成ＤＮＡ配列サブセット順位
の１つ又は複数を含む、請求項２記載の方法。
【請求項１０】
前記合成ＤＮＡの設計パラメータは、無作為化配列領域を計算する際、アミノ酸が所与の配列位置で選択される、割合による少なくとも１つの確率を含む、請求項２上記請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
プロセッサベースの端末であって、前記プロセッサベースの端末は、
少なくとも１つのプロセッサ；及び少なくとも１つの記憶装置
を備え、前記少なくとも１つの記憶装置は、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、前記少なくとも１つのプロセッサに、
１つ若しくは複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示するデータの収集を要請するか又は前記データへアクセスするため、標識を表示するか、データを報知するか又は指示を送信すること；
前記１つ又は複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示するデータを収集するか又は前記データにアクセスすること；
前記端末及び少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）の１つ又は複数に、前記１つ又は複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示する前記データを伝達するのに必要なデータを送信すること；
前記端末と、データが保存される、又はアクセスが可能である、（ａ）前記端末の記憶域又は（ｂ）前記少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）のいずれかとの間に直接又は間接的な通信アクセス及び結合を確立し、
前記１つ又は複数のＤＮＡ設計パラメータに基づき（遠隔若しくは前記端末で）計算した、ＤＮＡライブラリの全合成ＤＮＡ配列を表すデータ；及び
前記計算した合成ＤＮＡ配列に基づき計算される全合成ＤＮＡバーコード配列を表すデータ；
を受信すること
を行わせる指示を保存し、
前記ＤＮＡバーコード配列は、一義的に関連付けられ、前記ＤＮＡライブラリ内のＤＮＡ配列の全てに対して、前記計算した合成ＤＮＡ配列を一義的に表し、
前記ＤＮＡライブラリは、ヘアピン・ループの生成に十分な自己相補的領域を有さない核酸の１つ又は複数からなる群をコードするＤＮＡを含む、
プロセッサベースの端末。
【請求項１２】
プロセッサベースのシステムであって、前記プロセッサベースのシステムは、
少なくとも１つのプロセッサ；及び少なくとも１つの記憶装置
を備え、前記少なくとも１つの記憶装置は、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、前記少なくとも１つのプロセッサに、
１つ若しくは複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示するデータの収集を要請するか又は前記データへアクセスするため、標識を表示するか、データを報知するか又は指示を送信すること；
前記１つ又は複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示するデータを収集するか又は前記データにアクセスすること；
前記端末及び少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）の１つ又は複数に、前記１つ又は複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示する前記データを伝達するのに必要なデータを送信すること；
前記端末と、データが保存される、又はアクセスが可能である、（ａ）前記端末の記憶域又は（ｂ）前記少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）のいずれかとの間に直接又は間接的な通信アクセス及び結合を確立し、
前記１つ又は複数のＤＮＡ設計パラメータに基づき（遠隔若しくは前記端末で）計算した、ＤＮＡライブラリの全合成ＤＮＡ配列を表すデータ；及び
前記計算した合成ＤＮＡ配列に基づき計算される全合成ＤＮＡバーコード配列を表すデータ；
を受信すること
を行わせる指示を保存し、
前記ＤＮＡバーコード配列は、一義的に関連付けられ、前記ＤＮＡライブラリ内のＤＮＡ配列の全てに対して、前記計算した合成ＤＮＡ配列を一義的に表し、
前記ＤＮＡライブラリは、二本鎖の生成に十分な内部相同性を有さない核酸の１つ又は複数からなる群をコードするＤＮＡを含む、
プロセッサベースのシステム。
【請求項１３】
コンピュータ・プログラムによりコード化されるコンピュータ記憶装置であって、前記プログラムは、データ処理装置によって実行されると、前記データ処理装置に、
１つ若しくは複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示するデータの収集を要請するか又は前記データへアクセスするため、標識を表示するか、データを報知するか又は指示を送信すること；
前記１つ又は複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示するデータを収集するか又は前記データにアクセスすること；
前記端末及び少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）の１つ又は複数に、前記１つ又は複数のデジタル入力された合成ＤＮＡの設計パラメータを一義的に表すか若しくは一義的に表示する前記データを伝達するのに必要なデータを送信すること；
前記端末と、データが保存される、又はアクセスが可能である、（ａ）前記端末の記憶域又は（ｂ）前記少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）のいずれかとの間に直接又は間接的な通信アクセス及び結合を確立し、
前記１つ又は複数のＤＮＡ設計パラメータに基づき（遠隔若しくは前記端末で）計算した、ＤＮＡライブラリの全合成ＤＮＡ配列を表すデータ；及び
前記計算した合成ＤＮＡ配列に基づき計算される全合成ＤＮＡバーコード配列を表すデータ；
を受信すること
を含む動作を実施させる指示を含み、
前記ＤＮＡバーコード配列は、一義的に関連付けられ、前記ＤＮＡライブラリ内のＤＮＡ配列の全てに対して、前記計算した合成ＤＮＡ配列を一義的に表し、
前記バーコードは、同じ配列内及び同じ単一ヌクレオチドコード領域によって（任意選択で合成単鎖ＤＮＡの同じ単一領域内で）、同じヌクレオチド内の（１）タンパク質に翻訳することができるＲＮＡコードＤＮＡ、及び（２）ｍＲＮＡコードＤＮＡとして機能するＤＮＡの両方を識別し、前記ｍＲＮＡは、（ａ）二本鎖（複数可）；（ｂ）単鎖領域（複数可）；（ｃ）バルジ（複数可）；（ｄ）内部ループ（複数可）若しくはそれらの任意の組合せの１つ又は複数の第２の構造、並びに任意選択で１つ若しくは複数のヘアピン構造（複数可）と組み合わせた（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）の１つ又は複数を有する、
コンピュータ記憶装置。
【請求項１４】
（削除）
【請求項１５】
前記ＤＮＡライブラリは、
ヘアピン・ループの生成に十分な自己相補的領域を有さない核酸；
二本鎖の生成に十分な内部相同性を有さない核酸；
非ヘアピンＲＮＡ
の１つ又は複数からなる群をコードするＤＮＡを含む、請求項１３記載のコンピュータ記憶装置。
【請求項１６】
前記ＤＮＡライブラリは、
全器官；
全生物系；
全有機体；
全組織型；及び
全タンパク質
の１つ又は複数を含む群をコードするＤＮＡを含む、請求項１３記載のコンピュータ記憶装置。
【請求項１７】
前記動作は、
前記端末、前記少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）又は１つ若しくは複数の高スループット配列決定装置（複数可）から指示を送信し、前記１つ若しくは複数の高スループットＤＮＡ配列決定装置（複数可）に、
前記合成ＤＮＡバーコードのみ；
前記合成ＤＮＡバーコード；
前記全合成ＤＮＡ配列の０．１％、１％、２％、３％、４％、５％、６％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、４０％、４５％、５０％及び６０％未満の１つ若しくは複数；並びに
前記合成ＤＮＡバーコードの一部である、前記合成ＤＮＡ配列ではない部分
の１つ又は複数を配列決定させること
を更に含む、請求項１３記載のコンピュータ記憶装置。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの遠隔コンピュータ（複数可）に行わせる前記指示は、全合成ＤＮＡバーコード配列を表すデータに基づき計算され、前記全合成ＤＮＡバーコード配列を表すデータは、前記合成ＤＮＡ配列に基づき計算される、請求項１３記載のコンピュータ記憶装置。
【請求項１９】
前記合成ＤＮＡバーコードは、前記合成ＤＮＡ配列の転写開始領域の前、任意選択で、
リボソーム結合部位領域；
リボソームプロモーター領域；
ＲＮＡポリメラーゼ結合部位；
開始コドン；
転写因子結合部位；及び
エンハンサー領域
の１つ又は複数に位置する、請求項１３記載のコンピュータ記憶装置。
【請求項２０】
前記合成ＤＮＡバーコードは、前記合成ＤＮＡ配列の内部イントロンである、請求項１３記載のコンピュータ記憶装置。
【請求項２１】
前記合成ＤＮＡバーコードは、
制限酵素消化部位；
光切断部位；及び
化学的切断部位
の１つ又は複数に隣接して位置する、請求項１３記載のコンピュータ記憶装置。
【請求項２２】
前記合成ＤＮＡバーコードは、ポリメラーゼ連鎖反応増幅のための少なくとも１つのプライマー領域を含む、請求項１３記載のコンピュータ記憶装置。
【請求項２３】
前記合成ＤＮＡバーコードは、前記合成ＤＮＡ配列のサブセットである、請求項１３記載のコンピュータ記憶装置。
【請求項２４】
前記１つ又は複数の合成ＤＮＡの設計パラメータは、
少なくとも１つのバーコード・セット名；
１つ若しくは複数のバーコード（複数可）の少なくとも１つの塩基対長さ；
バーコード（複数可）の少なくとも１つの総数；
バーコード間の塩基差の少なくとも１つの最小数；
前記合成ＤＮＡ配列内のグアニン（Ｇ）−シトシン（Ｃ）複合含有量の少なくとも１つの最小数；
前記合成ＤＮＡ配列内のグアニン（Ｇ）−シトシン（Ｃ）複合含有量の少なくとも１つの最大数；
バーコードを計算するため、無作為な又はアルゴリズムにより決定した少なくとも１つの試行数；
少なくとも１つのブラックリスト化ＤＮＡバーコード配列；
ブラックリスト化ＤＮＡバーコード配列の少なくとも１つの保存リスト；
少なくとも１つの制限酵素配列；
少なくとも１つのプロモーター配列；
少なくとも１つの足場配列；
少なくとも１つの無作為化配列領域；
少なくとも１つのポリ−Ａ末端部；
少なくとも１つの停止コドン；及び
少なくとも１つのグラフィック表示した合成ＤＮＡ配列サブセット順位
の１つ又は複数を含む、請求項１３記載のコンピュータ記憶装置。
【請求項２５】
前記合成ＤＮＡの設計パラメータは、無作為化配列領域を計算する際、アミノ酸が所与の配列位置で選択される、割合による少なくとも１つの確率を含む、請求項１３〜２４のいずれか一項に記載のコンピュータ記憶装置。
【請求項２６】
前記合成ＤＮＡは、
純粋な合成ＤＮＡポリヌクレオチド；
純粋な合成ＤＮＡオリゴヌクレオチド；
純粋な合成ＤＮＡポリヌクレオチド収集体；
純粋な合成ＤＮＡオリゴヌクレオチド収集体；
合成ＤＮＡポリヌクレオチド；
合成ＤＮＡオリゴヌクレオチド；
合成ＤＮＡポリヌクレオチド収集体；
合成ＤＮＡオリゴヌクレオチド収集体；及び
それらの任意の組合せ
の１つ又は複数を含む、請求項１３記載のコンピュータ記憶装置。
【国際調査報告】
2019527443.tif 000019
2019527443.tif 000020